1 引 言

如今隨著信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，以微處理器為核心的嵌入式系統(tǒng)正在智能化儀表、實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)等方面發(fā)揮著巨大的作用。在許多實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常面臨的問(wèn)題是需要支持大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。

但是采用常規(guī)擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的方法，需要大量的地址總線(xiàn)和數(shù)據(jù)總線(xiàn)引腳，因而在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，其容量受到微處理器地址總線(xiàn)和數(shù)據(jù)總線(xiàn)數(shù)量的極大限制。由于單片機(jī)的引腳數(shù)都相對(duì)較少，沒(méi)有足夠多的引腳用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址總線(xiàn)，為了解決這一矛盾，本文以MSP430F12X2[1]單片機(jī)和AT45DB081[2]芯片為例，介紹了一種利用串行外設(shè)接口(SPI)擴(kuò)展大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的方法。并給出初始化以及數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作子程序

2 硬件簡(jiǎn)介

MSP43 F12X20是一款超低功耗的混合信號(hào)控制器，具有16位RISC結(jié)構(gòu)，有著豐富的片內(nèi)外設(shè)，主要包括有看門(mén)狗、定時(shí)器、比較器、硬件乘法器、液晶驅(qū)動(dòng)器、ADC、I／O端口、串口(USART)等，還集成有64 kB的FLASHROM和2 kB的RAM。其功能強(qiáng)大，應(yīng)用場(chǎng)合廣泛。特別適合應(yīng)用于智能儀表、智能化家用電器、電池供電的便攜式設(shè)備等產(chǎn)品中。相對(duì)于其他單片機(jī)MSP430 F12X2還具有以下特點(diǎn)：

(1)MSP430F12X2內(nèi)部預(yù)設(shè)了JTAG模塊，他使得每一個(gè)單片機(jī)芯片都具有完整的在線(xiàn)調(diào)試功能，而不必使用較復(fù)雜的仿真調(diào)試工具；

(2)MSP430F12X2中的FLASH在線(xiàn)編程技術(shù)可以完成除了采用外部編程器進(jìn)行燒寫(xiě)外，用戶(hù)可以利用自己的程序修改FLASH內(nèi)容，且不需要外加編程電壓；

(3)MSP430F12X2中的BOOTSTRAP技術(shù)使芯片具有片內(nèi)的BOOT ROM，可以實(shí)現(xiàn)程序代碼的下載和上載。

AT45DB081是Atreel公司推出的工作電壓為2．7～3．6 v，可在系統(tǒng)可重復(fù)擦寫(xiě)并兼容SPI的FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。內(nèi)部有4 096頁(yè)、每頁(yè)264個(gè)字節(jié)，共計(jì)8 MB的主存儲(chǔ)器容量以及2個(gè)264字節(jié)的SRAM數(shù)據(jù)緩存器。支持在系統(tǒng)重復(fù)編程，不需要較高的編程電壓，只需要芯片的工作電壓2．7～3．6 V就可以完成對(duì)FLASH的讀寫(xiě)操作。AT45DB081通過(guò)一個(gè)三線(xiàn)接口(包含串行輸入SI、串行輸出SO、串行時(shí)鐘SCK)在片選信號(hào)的配合下進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。這種串行接口FLAS[{存儲(chǔ)器十分適用于要求存儲(chǔ)量大而引腳資源較少、電源電壓低和低功耗的應(yīng)用領(lǐng)域。

3 硬件原理圖

MSP430F12X2與AT45DB081的硬件連接原理圖如圖1所示。

圖1中將MSP430F12X2的P3．1，P3．2和P3．3引腳配置為SPI的MOSI(主出從人)、MISO(主出從入)CLK(串行時(shí)鐘)和信號(hào)線(xiàn)，分別與AT、45DB081的串行輸入、串行輸出和時(shí)鐘引腳相連。將P2．0，P2．1，P2．2與AT45DB081的芯片片選、復(fù)位和忙閑狀態(tài)引腳相連。由于RDY／BUSY為漏極開(kāi)路，因而需加上拉電阻輸出[2]。