作者：易志明，林凌，郝麗宏，李樹靖

FLASH存儲器是一種電擦除與再編程的快速存儲器，又稱為閃速存儲器。它可以分為兩大類：并行Flash和串行FLASH。串行產品能節約空間和成本，但存儲量小，又由于是串行通信，所以速度較慢，開發編程較復雜；并行產品具有存儲量大，速度快，使用方便等特點。ATMEL公司生產的29系列存儲器是一種并行、高性能、大容量閃速存儲器。

AT29C010A的主要特點

ATMEL公司生產的29系列CMOS Flash存儲器分為電池電壓型AT29BV系列（2.7V-3.6V操作），低電壓型AT29LV系列（3.0-3.6V操作），標準電壓型AT29C （5V操作）。AT29C010A是一種5V 在線閃速可電擦除的存儲器，具有掉電保護功能；方便的在線編程能力不需高的輸入電壓，指令系統在5V電壓下即可控制AT29C010A。 AT29C010A具有1M位的存儲空間，分成1024個分區，每一分區有128個字節。從AT29C010A中讀取數據與E2PROM的操作相似，再編程能力是以每一分區為單位的，128字節的數據裝入AT29C010A的同時完成編程。在一個再編程周期里，存儲單元的尋址和128字節數據通過內部鎖存可釋放地址和數據總線，這樣可為其他操作提供地址和數據總線。編程周期開始，AT29C010A會自動擦除分區的內容，然后對鎖存的數據在定時器的作用下進行編程。編程周期的結束是通過查詢I/O7的有效時實現的，一旦編程周期結束，就可開始一個新的讀或編程操作。

AT29C010A具有以下主要特性：可電擦除、可編程的閃速存儲器；快速讀取時間—70ns；內部程序和定時器控制；2個8K的可鎖定的自舉模塊；分區程序操作，擦除、編程單向循環方式，可超過10000次，1024個分區（128字節/分區），內部地址和128位數據鎖存；硬件和軟件數據保護；快速的的分區編程周期—10ms；數據輪詢檢測編程是否結束；低功率消耗—50mA有效電流，100mACMOS維持電流；單一5V±10%電源供電；CMOS和TTL可兼容的輸入輸出；有商用和工業用的溫度可選范圍。

AT29C010A的內部結構如圖1所示。

圖1 AT29C010A內部結構圖

器件操作

讀操作

AT29C010A的存取類似于E2PROM，當和為低電平、WE為高電平時，由A0-A16尋址的內存單元中的數據會讀到I/O0-I/O7輸出管腳；若和為高電平，則I/O0-I/O7輸出管腳為高阻態。這種雙向控制的方式為使用者提供了避免總線競爭的靈活性。

字節裝載

AT29C010A的字節裝載是用于裝入每一分區待編程的128K字節數據或是用于進行數據保護的軟件編碼。每一字節的裝載是通過或各自有低電平，為高電平時實現的，數據是在或在一個上升沿時鎖存的。

編程

AT29C010A 以分區為單位進行再編程，如果某一分區中的一個數據需要改變，那么這一分區中的所有數據必須重新裝入。一旦某一分區中的字節被裝入，這些字節將同時在內部編程時間內進行編程，在此時間內若有數據裝入，則會產生不確定的數據；當第一字節數據裝入AT29C010A之后，接著其余字節將以同一方式依次裝入，字節不需按順序裝載，可以任意方式裝載。每一新裝載的數據若要被編程，必須有（或）由高到低的跳變，這一跳變需在150ms內完成，同時前面字節的（或）由低到高的跳變時間也是150ms。如果一個由高到低的跳變在最后一個由低到高的150ms內沒有被檢測到，那么字節裝載的時間段將結束，此時內部編程時間段開始。A7-A16提供分區地址，分區地址只在每一個（或）由高到低的跳變時才有效；A0-A6提供分區中每一字節的地址。一旦編程時間段開始，在寫周期的維持時間內，讀操作實際上是一種查詢。

軟件數據保護

AT29C010A具有軟件控制數據保護的特性，這一特性在ATMEL公司出廠時沒有開啟，用戶可根據需要開啟或關閉。一旦開啟，在未執行關閉指令之前這一特性始終有效；供電情況的改變不會重新設置這一特性，但需警惕在供電情況改變時隨機的編程周期可能改變這一特性。若要開啟軟件數據保護，必須執行三條針對存放有特殊數據的特殊地址單元的程序指令。當開啟軟件數據保護之后，所需的程序若要出現，也必須執行同樣的三條程序指令。軟件保護使能的軟件算法必須在程序可能執行之前發送到AT29C010A，所有的軟件程序指令要按照分區程序的時序要求進行。在給出軟件數據保護的指令代碼之后便可進行字節的裝載。圖2給出了軟件數據保護使能或撤銷軟件算法的流程圖。

圖2 軟件數據保護使能或撤銷流程圖

硬件數據保護

AT29C010A硬件保護有以下幾種方法：

·VCC自動檢測—如果VCC低于3.8V（典型值），程序的運行將中止。

·VCC供電延遲—如果VCC達到自動檢測水平，AT29C010A將自動在編程前暫停5ms。

·編程禁止—當為低電平時，或為高電平時禁止編程。

·噪聲濾波—當或輸入脈寬少于15ns（典型值），則不啟動編程周期。

數據輪詢

AT29C010A采用數據輪詢來識別程序是否結束。在編程周期內，試圖讀數據的操作將在裝載最后一字節時在I/O7上產生裝載數據完成的信號；一旦編程周期結束，有效的數據將送到輸出端，并且開始下一編程周期，數據輪詢可以在編程周期的任何時間進行。

重復位

另外，除數據輪詢方式外，AT29C010A還提供另一種決定編程、擦除周期的方法。編程和擦除操作周期，連續的試圖從AT29C010A中讀數據的操作在I/O6上出現1和0，一旦編程周期結束，I/O6位將重復并且讀取有效數據；檢測重復位可在編程周期任何時間進行。

應用實例

下面介紹用AT29C010A作為工業智能檢測儀器存儲器的一個實際應用，主要用AT29C010A來存儲一級漢字庫漢字部分、單片機采集處理的數據和儀器設定的一些參數。該儀器采用AT89C52作為中央處理器，AT29C010A作為存儲器，74HC373作為地址鎖存器，點陣式LCD顯示器用作顯示圖形和字符，X1203作為實時時鐘；另外，還有上位機通信電路，繼電器報警電路，按鍵操作電路、指示燈電路及檢測電路等。圖3為工業智能檢測儀器框圖。

圖3 工業智能檢測儀器框圖

硬件接口電路

AT29C010A存儲器與單片機AT89C52的硬件接口電路圖如圖4所示。用AT89C52的 P0口作為存儲器的數據輸入/輸出端，通過P0口經74HC373輸出低8位地址，P2口和P3.0出端作為存儲器A8~A16地址，CE接ALE，WE 接WR（P3.6），OE接RD（P3.7）。

圖4 硬件接口電路圖

軟件注意事項

讀取數據過程類似于普通E2PROM。但在寫入（編程）時，它和普通 E2PROM不同，AT29C010A是采用按扇區編程，每個扇區大小為128個字節。由于每次寫入數據時，整個扇區數據都將重寫，因此必須采用數據緩沖區來存放要寫入的數據（包括該扇區內已存在的數據）。在此應用實例中，采用AT89C52作中央處理器，它具有256字節內部數據存儲器（RAM），用其中128字節（80H_FFH）RAM作為數據緩沖區存放要寫入的數據。圖5為數據寫入流程圖。

圖5 數據寫入流程框圖

在存儲器進入軟件數據保護狀態、塊鎖定狀態或軟件產品標識狀態時，無法對存儲器進行寫入。此時，必須用軟件來退出軟件數據保護狀態、塊鎖定狀態或軟件產品標識狀態。

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