串行FLASH SSF1101在單片機

摘要：SSF1101是存儲容量為4Mbit的SPI串行接口FLASH存儲器,其IC卡封裝形式可作為單片機系統的大容量數據存儲卡。文中介紹了該器件的主要特性和工作原理，并以IC卡封裝形式為例，給出了其與單片機的接口電路及相應的讀寫(xiě)程序。

１　概述

對于野外移動(dòng)工作或不便與上位機通信的單片機數據采集系統，使用一個(gè)大容量、可插拔、便于更換和攜帶的智能卡來(lái)存儲采集到的數據，是一個(gè)較好的數據存儲方案。ＳＳＦ１１０１是上海新茂半導體有限公司生產(chǎn)的４Ｍｂｉｔ串行接口可編程閃速存儲器，該器件采用ＳＰＩ串口模式與單片機或微機通信，無(wú)需任何外圍元件。利用該器件提供的ＩＣ卡封裝形式，可非常方便地和單片機系統進(jìn)行接口以構成大容量的數據存儲裝置。同時(shí)，該芯片具有封裝尺寸小、集成度高、電壓低、存儲容量大、接口方式簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。

２　性能特點(diǎn)

ＳＳＦ１１０１是一個(gè)４Ｍｂｉｔ的串行ＦＬＡＳＨ存儲器，具有４根器件識別腳，可在一個(gè)系統中最多能擴展１６片，其總存儲容量可達８Ｍ字節，該器件的性能特點(diǎn)如下：

●ＳＰＩ串行數據接口符合ＳＰＩ標準；

●器件內具有４Ｍ Ｂｉｔ 閃速存儲器，５１２頁(yè)，每頁(yè)１０２４字節；

●內置４位器件地址譯碼電路，可直接并聯(lián)擴展存儲容量，最多可連接１６片；

●帶有雙１ｋ字節的數據緩沖器，可在編程期間寫(xiě)入或讀取數據，且讀�。瘜�(xiě)入地址自動(dòng)遞增；

●高速頁(yè)面編程，典型時(shí)間為２０ｍｓ；

●高速頁(yè)面到數據緩沖器的傳輸典型時(shí)間為１００μｓ；

●頁(yè)面擦除典型時(shí)間為１０ｍｓ；

●器件擦除典型時(shí)間為２ｓ；

●內置擦除／編程時(shí)序邏輯；

●可硬件寫(xiě)保護；

●時(shí)鐘頻率最高達１０ＭＨｚ；

●采用單５Ｖ電源工作，并有低電壓２．７～３．５Ｖ可供選擇；

●低功耗，休眠電流典型值為１８μＡ；

●與ＣＭＯＳ電平和ＴＴＬ輸入／輸出電平兼容；

●工作溫度很寬（商用）；

●內置上電復位電路；

●在數據緩沖器和主Ｆｌａｓｈ之間進(jìn)行傳送或比較時(shí)，可對未用的數據緩沖器和狀態(tài)寄存器進(jìn)行操作。

ＳＳＦ１１０１采用３２腳ＴＳＯＰ封裝和ＩＣ卡封裝兩種形式，其ＴＳＯＰ封裝外形及引腳排列如圖１（ａ）所示，ＩＣ卡的觸點(diǎn)配置如圖１（ｂ）所示。器件的引腳功能說(shuō)明見(jiàn)表１所列。

表1 SSF110引腳說(shuō)明

序 號引腳名I/O

描 述

1RDY/BUSYO閑/忙指示，此腳為低時(shí)表示器件忙，不能閃存進(jìn)行操作2RSTI復位，低有效3WPI寫(xiě)保護，高有效。此信號有效時(shí)不能對閃存進(jìn)行寫(xiě)擦除操作6VccI電源7,8GNDI地4,5,9,10ID0～ID3I芯片地址A0～A3，只有命令中的Device ID和ID0～ID3引腳電平一致時(shí)，命令才會(huì )被器件接受11TMI測試引腳，正常使用時(shí)接地12CSI片選，低有效，命令輸入后應重新置為高電平13SCKI串行輸入數據時(shí)鐘14SII數據輸入，命令和數據都由此腳串行輸入15SOO/Z串行數據輸出，三態(tài)16～32NCZ空腳

３　工作原理

ＳＳＦ１１０１具有４１９４３０４位主存儲單元，分成５１２頁(yè)面、每頁(yè)面１０２４個(gè)字節。此外ＳＳＦ１１０１還包含有２個(gè)ＳＲＡＭ緩沖器，每個(gè)緩沖器有１０２４個(gè)字節，當主存儲器內的１頁(yè)正被編程時(shí)，緩沖器照樣能接收輸入數據。ＳＳＦ１１０１使用ＳＰＩ串口訪(fǎng)問(wèn)它的數據，因而硬件設計十分方便，系統可靠性很強，并可把開(kāi)關(guān)噪聲降到最低。該芯片在編程期間，不需要高電壓，而編程電壓仍為電源電壓。 圖２所示是ＳＳＦ１１０１存儲器的內部結構框圖。

ＳＳＦ１１０１通過(guò)簡(jiǎn)單的ＳＰＩ串行口進(jìn)行數據存取，器件的操作由主機發(fā)出的指令控制，一個(gè)有效指令包括一字節４位操作碼、４位器件地址以及目的緩沖器或主儲器地址位置。當ＣＳ為０時(shí)，主機向器件ＳＣＫ端發(fā)送時(shí)鐘信號，以引導操作碼和地址從ＳＩ端寫(xiě)入到器件中。所有指令地址和數據都是先送高位。ＳＳＦ１１０１的操作命令如表２所列。表中的Ｘ可取任意值，它對器件操作沒(méi)有影響。

表2 SSF1101操作命令表

操 作命 令器件地址頁(yè)面地址緩沖區地址讀緩沖區11110ddddXXXXXXXXXXXXBA11-BA0讀緩沖區21111ddddXXXXXXXXXXXXBA11-BA0寫(xiě)緩沖區10110ddddXXXXXXXXXXXXBA11-BA0寫(xiě)緩沖區20111ddddXXXXXXXXXXXXBA11-BA0使用內建擦除周期的從緩沖區1到閃存傳送1010ddddPA11-PA0XXXXXXXXXXXX使用內建擦除周期的從緩沖區2到閃存傳送1011ddddPA11-PA0XXXXXXXXXXXX不使用內建擦除周期的從緩沖區1到閃存傳0010ddddPA11-PA0X

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