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MSP430F149嵌入式系统中FLASHK9F1G08U0M的应用
摘要:NANDFlash是采用NAND结构技术的非易失存储器,具有ROM存储器的特点。NANDFLASH存储器将数据线与地址线复用为8条线,另外还分别提供了命令控制信号线,因此,NANDFLASH存储器不会因为存储容量的增加而增加引脚数目。从而极大方便了系统设计和产品升级。
关键词: NAND Flash 存储器 MSP430
Abstract:
Key words :

NAND Flash是采用NAND结构技术的非易失存储器,具有ROM存储器的特点。NAND FLASH 存储器将数据线与地址线复用为8条线,另外还分别提供了命令控制信号线,因此,NAND FLASH 存储器不会因为存储容量的增加而增加引脚数目。从而极大方便了系统设计和产品升级。

1 元件介绍

1.1MSP430芯片

MSP430系列单片机是TI公司推出的16位RISC系列单片机,该系列是一组超低功耗微控制器,供电电压范围为1.8V—3.6V。考虑到本系统有微体积、低功耗的要求,在此选用MSP430F149,它具有60KB Flash Memory、2kb RAM、有8个通道采样率为200K的12位A/D转换器、硬件乘法器、2个带有大量捕获/比较寄存器的16位定时器、看门狗等,为系统的进一步开发扩展提供了良好的基础,特别适用于较复杂的系统开发。

1.2 NAND Flash

NAND结构Flash是Sumsung公司隆重推出并着力开发的新一代数据存储器件,在此选用芯片K9F1G08U0M,电源电压2.7V—3.6V,与MSP430F149一致,功耗低,容量可达128M×8Bit,按页进行读写,按块擦除,通过I/O口分时复用作为命令引脚/地址引脚/数据引脚。有很高的可靠性。

2 硬件设计

本系统中,K9F1G08U0M的数据输入输出口与单片机的P6端口相连。片选信号与单片机的P2.4相连, CLE(命令锁存控制端)、ALE(地址锁存控制端)、WE(写操作控制端)、RE(读操作控制端)分别通过控制单片机P3.3、P2.3、P2.6、P2.5引脚的电平,决定对FLASH

进行控制字操作、地址操作、写操作还是读操作。在此不使用写保护功能,所以WP接高电平。FLASH与单片机的部分连接组成电路如图1所示。

MSP430F149与K9F1G08U0M的连接

图1 MSP430F149与K9F1G08U0M的连接

3 软件设计

MSP430的开发软件较多,本文采用IAR公司的集成开发环境—IAR Embedded workbench 嵌入式工作台,利用C430(MSP430系列的C语言)编写调试。单片机对FLASH的操作主要有写、读、擦除。

3.1 写操作

向FLASH内部写数据是基于页的,K9F1G08U0M的命令字、地址和数据都是通过并行口线I/O0—I/O7在控制信号的作用下分时操作。地址A0—A10,A11—A26通过I/O0—I/O7分4次送入。同时K9F1G08U0M芯片提供了一根状态指示信号线,当该信号为低电平时,表示FLASH可能正处于擦除、编程或读操作的忙状态;而当其为高电平时,则表示为准备好状态,此时可以对芯片进行各种操作。本系统须写入126M数据写操作流程图如图2。

3.2 读操作

读操作有串行页读、连续行读、随机读3种类型。在此选用串行页读取。首先将读操作控制字00h输入,再写入地址,写入控制字30h,待 信号变高后,将本页数据依次读出。随后再改变页地址读出其它页内数据。操作流程图如图3。

图2 写操作流程图

读FLASH数据程序流程图

图3 读FLASH数据程序流程图

3.3 擦除操作

任何FLASH器件的写入操作都必须在空的或已擦除的单元内进行,因此在进行下一次存储数据之前都必须对FLASH进行擦除操作。

擦除操作基于块,K9F1G08U0M内有1024块,块地址的输入需要两个周期,块操作的地址只有A18—A27有效,A12—A17备忽略。在地址后被送入的块擦除命令(D0h)启动块擦除操作,待 信号变高后,送入命令字70h,读出I/O0的值来判断数据擦除是否成功。图4为块擦除流程图。

擦除FLASH程序流程图

图4 擦除FLASH程序流程图

程序设计 #e#4 程序设计

在此给出写操作部分程序,读操作和擦除操作均可参考文中流程图来编程,值得注意的是其它具体写地址操作应仔细阅读

K9F1G08U0M芯片资料。

#include

#define CLE BIT3

#define ALE BIT3

#define WE BIT6

#define CE BIT4

#define RE BIT5

#define RB BIT7

void ReadFlash(); //读FLASH子程序

void WriteFlash(); //写FLASH子程序

void inituart(void); //初始化异步串行通信

void Write10h(); //写控制字10h子程序

void WriteCommand(); //写命令字写地址

void ClrFlash(); //擦除FLASH子程序

unsigned int k,i,a

void main ()

{

WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;

BCSCTL1 &= ~XT2OFF;

do

{

IFG1 &= ~OFIFG;

for (iq0=0x05; iq0>0; iq0--);

} //检验晶振是否起振

while ((IFG1 & OFIFG)!= 0);

BCSCTL2 = SELM_2 + SELS + DIVS0;

//SMCLK选择2分频后的4M

While(k<0xFC00) //页数<64512时执行

{

WriteCommand(); //调用写控制字写地址子程序

While(i<2048) //字节数<2048时执行循环

{

WriteFlash(); //调用写数据子程序,

32个字节

i=i+32; //字节数+32

}

i=0; //一页写完后,字节数置0

Write10h(); //调用写10h子程序

while(!(P2IN & RB)); //等待RB信号变高

k++; //页数+1

}

k=0; //页数置0

LPM4; //全部写完后,MSP430进入低功耗模式4

5 结束语

实验表明: 整个系统简单可靠、功能完善、运行稳定,具有实用价值。本文完成了对FLASH的写操作、读操作及擦除操作,达到了系统的微体积和低功耗特性。

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