大容量NORFlash与8位单片机的接口设计

大容量 NOR Flash 与 8 位单片机的接口设计 引 言 Flash 存储器又称闪速存储器，是 20 世纪 80 年代末逐渐发展起来的一种新型半导体不挥发存储器。它兼有 RAM 和 ROM 的特点，既可以在线擦除、改写，又能够在掉电后保持数据不丢失。NOR Flash 是 Flash 存储器中最早出现的一个品种，与其他种类的 Flash 存储器相比具有以下优势：可靠性高、随机读取速度快，可以单字节或单字编程，允许 CPU 直接从芯片中读取代码执行等。因此 NOR Flash 存储器在嵌入式系统应用开发中占有非常重要的地位。本文以 SST 公司的 NOR Flash 芯片 SST39SF040 和 MCS-51 单片机为例，针对大容量 NORFlash 在 8 位低档单片机中应用的特殊性，详细介绍了其接口硬件和接口软件的设计方法。 1 SST39SF040 芯片介绍 SST39SF040是 SST 公司最近推出的一种基于SuperFlash 技术的 NOR Flash 存储器，属于SST 公司并行闪速存储器系列；适用于需要程序在线写入或大容量、非易失性数据重复存储的场合。 1.1 芯片内部功能结构和外部引脚 图1 是 SST39SF040 的内部功能结构框图，由Super-Flash 存储单元、行译码器、列译码器、地址缓冲与锁存器、输入／输出缓冲和数据锁存器以及控制逻辑电路等部分组成。图2 是其外部引脚分布图，其中 A18～A0 为地址线，CE 为芯片选通信号，OE 可作为读信号，WE 为写信号，DQ7～DQ0 为数据线。 1.2 芯片的主要特性 ① 容量为512 KB，按 512K×8 位结构组织。 ② 采用单一的 5 V 电源供电，编程电源 VPP 在芯片内部产生。 ③ 芯片可反复擦写 100 000 次，数据保存时间为100 年。 ④ 工作电流典型值为10 mA，待机电流典型值为30μA。 ⑤ 扇区结构：扇区大小统一为4 KB。 ⑥ 读取、擦除和字节编程时间的典型值：数据读取时间为45～70 ns；扇区擦除时间为18 ms，整片擦除时间为70 ms；字节编程时间为14μs。 ⑦ 有记录内部擦除操作和编程写入操作完成与否的状态标志位。 ⑧ 具有硬、软件数据保护功能。 ⑨ 具有地址和数据锁存功能。 1 .3 芯片的操作 1 .3 .1 芯片的软件操作命令序列 SST39SF040 的软件操作可以分成两类：普通读操作和命令操作。 普通读操作非常简单，与 RAM 的读操作类似，当 OE 和 CE 信号同时为低电平时，即可从芯片读出数据。 芯片的命令操作包括芯片的识别、字节编程、扇区擦除以及整片擦除等。这些操作分...