存储器基于C8051F340的非易失大容量数据存储方案.

基于C8051F340的非易失大容量数据存储方案摘要海洋仪器在后期数据分析处理时数据存储电路是不可或缺的。针对海洋仪器对数据存储大容量非易失的要求结合实际工作经验给出几种扩展海量存储器的方案和实际电路。这些方案是以C8051F340为主控制器充分利用C8051F340片上集成的I2C SPI和I O接口资源扩展大容量存储器相比于传统的存储电路省去了译码和锁存电路 同时简化了软件编程。经实际应用这些存储电路工作稳定、功耗低适用于中低速需存储大量数据的仪器仪表。

关键词 C8051F340 I2C SPI IO非易失大容量

在海洋仪器工作过程中观测的周期比较长累积的数据量往往比较大要求使用大容量存储器。而且由于海洋环境恶劣很多时候电池耗尽仪器尚未回收为了保证数据安全必须采用掉电非易失存储器。 EEPROM和Flash闪存既有ROM的特点非易失性又有比较高的存取速度而且易于擦除和重写功耗很小集成度高是比较好的选择。但早期的存储电路通常比较复杂 因为其存储器容量小接口单一为了扩大容量需要外加扩展地址线的译码和锁存电路。随着电子技术的发展各种大容量存储器层出不穷。这些存储器在内部结构、实现技术、物理外观和工作电压等方面有较大差异而在硬件接口上常见为I2C接口、 SPI接口和并行接口。

以Microehip公司生产的C8051F340为主控器提出基于多种硬件接口的大容量存储设计方案可方便移植到与51兼容的其他单片机系统。

1 C8051F340特性及硬件接口

C8051F340是Sihcon公司生产的混合信号片上系统型单片机。它的内核具有标准8052所有外设包括2个全双工UART、 1个增强型SPI端口 1个SMBUS端口 40个I O引脚 4 352字节的内部RAM 128字节特殊功能寄存器等。 C8051F340片上丰富的硬件资源使其方便扩展不同的接口存储器。 图1是基于C8051F340的硬件接口(I2C SPI GPIO)实现的3种大容量存储器扩展方案的示意图。

2 I2C总线扩展EEPROM存储器

2 1 I2C总线

在并行总线系统 CPU要完成与外部RAM或ROM的交换数据通常需要有3组总线(地址、数据、控制总线) 采用如此多的并行总线可使控制速度快与存储器交换数据方法简单。但是在绘制电路板时这些总线将耗费很大空间。而I2C存储器克服了这个缺点它仅需要数据线SDA和时钟线SDL 2条总线即可。数据交换速率要求在ms级的场合 I2C存储器可以取代并行存储器。

2 2 AT24C1024及与C8051F340的软硬件设计

AT24C1024是l Mb支持I2C数据传送协议的串行CMOS EEPROM其内部结

构为512页每页为256字节可用电擦除它具有2种写入方式一种是字节写入方式另一种是页写入方式。允许在一个写周期内同时对1个字节到l 页的若干字节的编程写入 l页的大小取决于片内页寄存器的大小。 AT24C1024具有256字节数据的页面写能力。