2.2 AT45DB041B與單片機(jī)接口電路
??? 對(duì)于內(nèi)部有SPI接口的單片機(jī)，直接使用其SPI接口與AT45DB041B相連接即可；而內(nèi)部沒有SPI接口的單片機(jī)如MCS-51系列，可以利用通常的I/O口，用軟件接口模擬實(shí)現(xiàn)SPI接口與AT45DB041B相連接。以下簡(jiǎn)要介紹以89LV52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的AT45DB041B的接口，其硬件電路如圖3所示。這里使用89LV52的P2.3、P2.2、P2.1、P2.0分別作為AT45DB041B的SO、SI、SCK、/CS。一般情況下，可以將AT45DB041B的/WP接高電平。如對(duì)保存數(shù)據(jù)的保護(hù)要求非常高，可以另外使用單片機(jī)的1根I/O線驅(qū)動(dòng)AAT45DB041B的WP 引腳，這樣只有在將/WP拉為低的情況下才能對(duì)AT45DB041B進(jìn)行寫入，更進(jìn)一步提高了對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)。

?

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.1 系統(tǒng)主程序
　　系統(tǒng)軟件采用C51語言編寫，由主程序模塊、無線數(shù)傳控制模塊、數(shù)據(jù)存取模塊、GPS通信模塊、顯示模塊、鍵盤處理模塊等組成。各模塊均按結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得軟件易于調(diào)試、維護(hù)和移植，具有較強(qiáng)的通用性。
　　單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)控制各個(gè)模塊的工作。在系統(tǒng)啟動(dòng)以后，單片機(jī)的主要工作有：系統(tǒng)初始化、GPS定位、通過無線數(shù)傳模塊控制前端氣象數(shù)據(jù)采集傳感器傳回?cái)?shù)據(jù)、將數(shù)據(jù)寫入Flash芯片、控制OLED顯示等。另外，由于本系統(tǒng)功能較多，為節(jié)省硬件開銷，在4×4鍵盤掃描的基礎(chǔ)上采用一鍵多能的鍵盤管理。
3.2　AT45DB041B讀寫子程序
　　在本手持?jǐn)?shù)據(jù)接收存儲(chǔ)器裝置中，AT45DB041B用于保存監(jiān)測(cè)的歷史氣象數(shù)據(jù)和相關(guān)的狀態(tài)參數(shù)，該數(shù)據(jù)包括溫度、經(jīng)緯度以及相關(guān)的時(shí)間(年、月、日、時(shí)、分)等信息，每保存1次數(shù)據(jù)需占用36 B，數(shù)據(jù)從主存儲(chǔ)器的第0頁開始依次往高位地址保存。同時(shí)該系統(tǒng)還具有歷史數(shù)據(jù)的回放和轉(zhuǎn)存功能，在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)可在OLED上查看所接收的不同時(shí)間段的歷史數(shù)據(jù)，也可以通過CH375芯片轉(zhuǎn)存到U盤，這2個(gè)過程都需要從AT45DB041B中讀取數(shù)據(jù)。
　　下面主要對(duì)AT45DB041B的數(shù)據(jù)讀寫作簡(jiǎn)要介紹，AT45DB041的具體數(shù)據(jù)讀寫操作如圖4所示。

　　AT45DB041B的操作方式有21種，其具體的指令和讀寫操作已有不少介紹，本文只重點(diǎn)介紹在編寫程序中感覺比較難理解和容易出錯(cuò)的地方，這也是編寫正確接口程序的關(guān)鍵點(diǎn)。
　　AT45DB041B的操作指令可以分為三大類：從主存和緩存讀數(shù)據(jù)、往主存和緩存寫數(shù)據(jù)、主存和緩存之間的數(shù)據(jù)傳輸和比較。根據(jù)筆者在實(shí)際中的應(yīng)用體會(huì)，以下幾點(diǎn)需要注意：
　　(1)單片機(jī)在通過SI、SO引腳與AT45DB041B通信期間必須保持/CS為低電平，但涉及到芯片內(nèi)部的操作(如主存與緩存之間的數(shù)據(jù)傳輸和比較、頁的擦除和塊擦除等)，則是在芯片內(nèi)部自帶的時(shí)序電路控制下完成的，不需要單片機(jī)控制。另外，由于這些操作需要相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間，在程序中有必要加入延時(shí)程序。
　　(2)單片機(jī)可直接從AT45DB041B主存頁的某個(gè)單元讀數(shù)據(jù)，但不能直接往某個(gè)單元寫數(shù)據(jù)，此時(shí)若要向主存寫數(shù)據(jù)有2種方法：①先將數(shù)據(jù)寫入緩存，然后采用自帶擦除方式將緩存中的數(shù)據(jù)寫入主存；②直接通過緩存將數(shù)據(jù)寫入主存，該操作實(shí)際是將第1種方法的2步合并成1步(即往主存寫數(shù)據(jù)必須借助于緩存來完成)。
　　(3)由于目前許多單片機(jī)并沒有集成SPI總線接口，但并非兩者之間就不能通信，可以采用單片機(jī)的I/O口結(jié)合軟件的方法來模擬SPI時(shí)序，實(shí)現(xiàn)兩者之間的通信。本文正是基于上述思路和方法成功地實(shí)現(xiàn)了該存儲(chǔ)器與89LV52單片機(jī)(該單片機(jī)內(nèi)部不帶SPI接口)之間的通信。
3.3 SPI總線模擬
??? 本文只對(duì)比較難以理解的軟件模擬SPI時(shí)序進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并給出相關(guān)的C51程序代碼。其他相關(guān)操作模式的函數(shù)，限于篇幅，本文不再贅述。
??? (1)從SPI上讀1個(gè)字節(jié)
??? uchar Flash_RByte(void)
??? {
????? uchar temp=0；
????? uchar i；
????? for(i=0；i<8；i++)
????? {
????????? Flash_CLK=0；
????????? _nop_()；
????????? Flash_CLK=1；
????????? temp=temp<<1；
????????? if(Flash_SO==1)
????????? {temp=temp+1；}
?????? }
??? return(temp)；
??? (2)向SPI上寫1個(gè)字節(jié)
??? uchar Flash_WByte(uchar temp)
??? {
????? uchar i；
????? for(i=0；i<8；i++)
????? {
????????? if(temp<????????? { Flash_SI=1；}
????????? else
????????? { Flash_SI=0；}
??? 　　　Flash_CLK=0；
????????? _nop_()；
????????? Flash_CLK=1；
????? }
??? }
??? 在利用軟件編程模擬SPI總線的過程中，應(yīng)重點(diǎn)注意AT45DB041B的時(shí)序問題。在此基礎(chǔ)上，可以根據(jù)使用中的具體需要，建立自己的讀寫子函數(shù)庫(kù)，以方便實(shí)際開發(fā)應(yīng)用。
??? 本文利用單片機(jī)普通I/O口模擬SPI接口實(shí)現(xiàn)了AT45DB041B和AT89LV52之間的通信，并在所設(shè)計(jì)的裝置中得到了成功地應(yīng)用，且運(yùn)行穩(wěn)定可靠。AT45DB041B串行Flash存儲(chǔ)芯片在實(shí)際應(yīng)用中效果好，編程比較簡(jiǎn)單，與其他一些Flash存儲(chǔ)芯片相比，AT45DB041B突出特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單、價(jià)格低、存儲(chǔ)容量大、占用系統(tǒng)資源少。構(gòu)建基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)用框架，為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理、超視距雷達(dá)探測(cè)距離的研究提供了可行方案，能夠符合部隊(duì)雷達(dá)裝備發(fā)展的實(shí)際需要。
參考文獻(xiàn)
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