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基于C8051F340的非易失大容量数据存储方案

发布时间:2020-07-21 18:29:47 阅读: 来源:护目镜厂家

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。

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