串行FLASHSSF1101在单片机

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摘要：SSF1101是存储容量为4Mbit的SPI串行接口FLASH存储器,其IC卡封装形式可作为单片机系统的大容量数据存储卡。文中介绍了该器件的主要特性和工作原理，并以IC卡封装形式为例，给出了其与单片机的接口电路及相应的读写程序。

    关键词：串行FLASH 单片机 IC卡

１　概述

对于野外移动工作或不便与上位机通信的单片机数据采集系统，使用一个大容量、可插拔、便于更换和携带的智能卡来存储采集到的数据，是一个较好的数据存储方案。ＳＳＦ１１０１是上海新茂半导体有限公司生产的４Ｍｂｉｔ串行接口可编程闪速存储器，该器件采用ＳＰＩ串口模式与单片机或微机通信，无需任何外围元件。利用该器件提供的ＩＣ卡封装形式，可非常方便地和单片机系统进行接口以构成大容量的数据存储装置。同时，该芯片具有封装尺寸小、集成度高、电压低、存储容量大、接口方式简单等优点，在商业和工业领域具有广泛的应用前景。
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２　性能特点

ＳＳＦ１１０１是一个４Ｍｂｉｔ的串行ＦＬＡＳＨ存储器，具有４根器件识别脚，可在一个系统中最多能扩展１６片，其总存储容量可达８Ｍ字节，该器件的性能特点如下：

●ＳＰＩ串行数据接口符合ＳＰＩ标准；

●器件内具有４Ｍ Ｂｉｔ 闪速存储器，５１２页，每页１０２４字节；

●内置４位器件地址译码电路，可直接并联扩展存储容量，最多可连接１６片；

●带有双１ｋ字节的数据缓冲器，可在编程期间写入或读取数据，且读取／写入地址自动递增；

●高速页面编程，典型时间为２０ｍｓ；

●高速页面到数据缓冲器的传输典型时间为１００μｓ；

●页面擦除典型时间为１０ｍｓ；

●器件擦除典型时间为２ｓ；

●内置擦除／编程时序逻辑；

●可硬件写保护；

●时钟频率最高达１０ＭＨｚ；

●采用单５Ｖ电源工作，并有低电压２．７～３．５Ｖ可供选择；

●低功耗，休眠电流典型值为１８μＡ；

●与ＣＭＯＳ电平和ＴＴＬ输入／输出电平兼容；

●工作温度很宽（商用）；

●内置上电复位电路；

●在数据缓冲器和主Ｆｌａｓｈ之间进行传送或比较时，可对未用的数据缓冲器和状态寄存器进行操作。

ＳＳＦ１１０１采用３２脚ＴＳＯＰ封装和ＩＣ卡封装两种形式，其ＴＳＯＰ封装外形及引脚排列如图１（ａ）所示，ＩＣ卡的触点配置如图１（ｂ）所示。器件的引脚功能说明见表１所列。

表1 SSF110引脚说明

序  号	引脚名	I/O	描      述
1	RDY/BUSY	O	闲/忙指示，此脚为低时表示器件忙，不能闪存进行操作
2	RST	I	复位，低有效
3	WP	I	写保护，高有效。此信号有效时不能对闪存进行写擦除操作
6	Vcc	I	电源
7,8	GND	I	地
4,5,9,10	ID0～ID3	I	芯片地址A0～A3，只有命令中的Device ID和ID0～ID3引脚电平一致时，命令才会被器件接受
11	TM	I	测试引脚，正常使用时接地
12	CS	I	片选，低有效，命令输入后应重新置为高电平
13	SCK	I	串行输入数据时钟
14	SI	I	数据输入，命令和数据都由此脚串行输入
15	SO	O/Z	串行数据输出，三态
16～32	NC	Z	空脚

３　工作原理

ＳＳＦ１１０１具有４１９４３０４位主存储单元，分成５１２页面、每页面１０２４个字节。此外ＳＳＦ１１０１还包含有２个ＳＲＡＭ缓冲器，每个缓冲器有１０２４个字节，当主存储器内的１页正被编程时，缓冲器照样能接收输入数据。ＳＳＦ１１０１使用ＳＰＩ串口访问它的数据，因而硬件设计十分方便，系统可靠性很强，并可把开关噪声降到最低。该芯片在编程期间，不需要高电压，而编程电压仍为电源电压。 图２所示是ＳＳＦ１１０１存储器的内部结构框图。

ＳＳＦ１１０１通过简单的ＳＰＩ串行口进行数据存取，器件的操作由主机发出的指令控制，一个有效指令包括一字节４位操作码、４位器件地址以及目的缓冲器或主储器地址位置。当ＣＳ为０时，主机向器件ＳＣＫ端发送时钟信号，以引导操作码和地址从ＳＩ端写入到器件中。所有指令地址和数据都是先送高位。ＳＳＦ１１０１的操作命令如表２所列。表中的Ｘ可取任意值，它对器件操作没有影响。

表2 SSF1101操作命令表

操     作	命  令	器件地址	页面地址	缓冲区地址
读缓冲区1	1110	dddd	XXXXXXXXXXXX	BA11-BA0
读缓冲区2	1111	dddd	XXXXXXXXXXXX	BA11-BA0
写缓冲区1	0110	dddd	XXXXXXXXXXXX	BA11-BA0
写缓冲区2	0111	dddd	XXXXXXXXXXXX	BA11-BA0
使用内建擦除周期的从缓冲区1到闪存传送	1010	dddd	PA11-PA0	XXXXXXXXXXXX
使用内建擦除周期的从缓冲区2到闪存传送	1011	dddd	PA11-PA0	XXXXXXXXXXXX
不使用内建擦除周期的从缓冲区1到闪存传	0010	dddd	PA11-PA0	XXXXXXXXXXXX
不使用内建擦除周期的从缓冲2到内存传送	0011	dddd	PA11-PA10	XXXXXXXXXXXX
闪存到缓冲区1的传送	1100	dddd	PA11-PA0	XXXXXXXXXXXX
闪存到缓冲区2的传送	1101	dddd	PA11-PA0	XXXXXXXXXXXX
比较闪存页面和缓冲区1	0100	dddd	PA11-PA0	BA11-BA0
比较闪存页面和缓冲区2	0101	dddd	PA11-PA0	BA11-BA0
闪存直接读	0001	dddd	PA11-PA0	BA11-BA0
状态寄存器读	0000	dddd	XXXXXXXXXXXX	XXXXXXXXXXXX
片擦除	1001	dddd	XXXXXXXXXXXX	XXXXXXXXXXXX

３．１ 状态寄存器（ＳＲ）

ＳＳＦ１１０１具有一个８ｂｉｔ的状态寄存器，可用于指示器件的工作状态。该寄存器可通过“状态寄存器读”命令读出寄存器中的内容。寄存器内容及定义

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