引 言
Flash存储器又称闪速存储器，是20世纪80年代末逐步发展起来的一种新式半导体不蒸发存储器。它兼有RAM和ROM的特色，既能够在线擦除、改写，又能够在掉电后坚持数据不丢掉。NOR Flash是Flash存储器中最早呈现的一个品种，与其他品种的Flash存储器比较具有以下优势：可靠性高、随机读取速度快，能够单字节或单字编程，答应CPU直接从芯片中读取代码履行等。因而NOR Flash存储器在嵌入式体系使用开发中占有十分重要的位置。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位等级低单片机中使用的特殊性，详细介绍了其接口硬件和接口软件的规划办法。
1 SST39SF040芯片介绍
SST39SF040是SST公司最近推出的一种依据SuperFlash技能的NOR Flash存储器，归于SST公司并行闪速存储器系列；适用于需求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 芯片内部功用结构和外部引脚
图1是SST39SF040的内部功用结构框图，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操控逻辑电路等部分组成。图2是其外部引脚分布图，其间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 芯片的首要特性
① 容量为512 KB，按512K×8位结构组织。
② 选用单一的5 V电源供电，编程电源VPP在芯片内部发生。
③ 芯片可重复擦写100 000次，数据保存时刻为100年。
④ 作业电流典型值为10 mA，待机电流典型值为30μA。
⑤ 扇区结构：扇区巨细一致为4 KB。
⑥ 读取、擦除和字节编程时刻的典型值：数据读取时刻为45～70 ns；扇区擦除时刻为18 ms，整片擦除时刻为70 ms；字节编程时刻为14μs。
⑦ 有记载内部擦除操作和编程写入操作完结与否的状况标志位。
⑧ 具有硬、软件数据维护功用。
⑨ 具有地址和数据锁存功用。
1.3 芯片的操作
1.3.1 芯片的软件操作指令序列
SST39SF040的软件操作能够分红两类：普通读操作和指令操作。
普通读操作十分简略，与RAM的读操作相似，当OE和CE信号一起为低电平时，即可从芯片读出数据。
芯片的指令操作包含芯片的辨认、字节编程、扇区擦除以及整片擦除等。这些操作别离由各自的软件操作指令序列来完结，如表1所列。其间，BA为待编程字节的地址，Data为字节编程数据，SAX为待擦除扇区的地址。指令中的地址只需低15位有用，高4位可任意设置为“0”或“1”。
SST39SF040的软件操作指令序列实际上是由一个或多个总线写操作组成的。以SST39SF040的扇区擦除为例，其操作过程包含3个过程：第1步，敞开擦除办法，用表1中给出的第1至第5周期的总线写操作来完结；第2步，装载扇区擦除指令(30H)和待擦除扇区的地址，用其对应的第6周期的总线写操作来完结；第3步，进行内部擦除。内部擦除时刻最长为25 ms。
总线写操作时，OE有必要坚持为高电平，CE和WE应为低电平。地址和数据的锁存由CE和WE两个信号的边缘进行操控。它们傍边后呈现的下降沿将锁存地址，先呈现的上升沿将锁存数据。
1.3.2 字节编程和擦除操作的状况检测
芯片在进行内部字节编程或擦除操作时都需求花费必定的时刻，尽管能够选用固定的延时来等候这些操作的完结，但为了优化体系的字节编程和擦除操作时刻，以及时判别内部操作的完结与否，SST39SF040供给了两个用于检测的状况位，即跳变位DQ6和数据查询位DQ7。在芯片进行内部操作时，只需依据图3的流程对DQ6或许DQ7进行查询就能及时作出判别。
2 SST39SF040与MCS-51的接口规划
2.1 硬件规划
硬件规划便是建立适宜的接口电路，将SST39SF040衔接到MCS-51的体系总线上。依据SST39SF040和MCS-51系列单片机的结构特性，咱们发现SST39SF040的数据线和读、写信号线能够很容易地衔接到MCS-51的体系总线上，所以要考虑的首要问题是SST39SF040地址线的衔接。因为其容量现已超出了MCS-51的寻址规模，19根地址线无法悉数衔接到MCS-51的地址总线上，因而有必要在该体系中进跋涉一步的存储器扩展。存储器扩展一般可利用单片机闲暇的I／O口线作为页面地址输出引脚来完结。可是许多使用体系傍边，单片机的I／O口线都是十分严重的，在没有剩余的I／O口线时，页面地址就有必要提早从数据总线输出并存放在锁存器中备用。详细做法是：将锁存器直接挂在数据总线上，为其组织一个I／O地址，然后构成页面寄存器，在拜访存储器时，提早将页面地址作为数据写入页面寄存器即可。
依据以上剖析可规划出SST39SF040与MCS-51之间的接口电路，如图4所示。本体系中，将512 KB的存储器分为32页面，每页巨细为16 KB。由此可得，页面地址需求5位，页内偏移量需求14位。页面地址的给出是在进行存储器拜访之前完结的，详细的办法是：用一条“MOVX’指令将页面地址输出到锁存器74LS374中，再由74LS374将页面地址坚持在存储器的地址引脚A14～A18上。页内偏移量则直接在存储器的读写指令中给出，履行指令时，低8位地址A0～A7从P0口输出到74LS373中坚持；地址A8～A13则由单片机的P2.0～P2.5直接供给。以上分时输出的地址信号A0～A18将在读／写操控信号开端作用后，一起有用，以完结对SST39SF040的512KB全地址空间的拜访。P2.6和P2.7别离用作SKT39SF040和锁存器74LS374的片选信号，SST39SF040的片选信号地址规模是8000H～BFFFH，74LS374的片选信号地址规模是4000H～7FFFH。
2.2 软件规划
软件规划便是编写对SST39SF040的操作程序，包含字节读出、扇区或整片擦除以及字节编程等。下面给出第1个扇区的擦除程序，其间DELAY25为25 ms延时子程序，其他操作程序可参照编写。
程序编写过程中的难点是，如何将SST39SF040中待拜访的单元地址进行分化并对应到读写指令中去。以扇区擦除操作的第1个指令为例，该指令的功用是将数据AAH写入地址5555H中。关于地址5555H，其最高5位A18～A14是01H，低14位A13～A0为1555H。最高5位地址决议的页面号有必要先作为数据写入锁存器74LS374中，再将数据AAH写入该页中由低14位地址决议的单元。写入页面号时，指令中的地址可在4000H～7FFFH规模内任选一个，即选中锁存器74LS374；写人数据AAH时，指令中的地址可由低14位地址1555H加上8000H得到，其值为9555H。
第1扇区擦除程序代码如下：
结 语
本文从硬件和软件两个方面对大容量NOR Flash存储器与8位单片机的接口技能进行了剖析、讨论，给出了详细的规划方案。其思维和办法对嵌入式体系的使用规划具有较高的参考价值，笔者已将它使用到一款考勤机产品的规划开发傍边。
