基于单片机的大容量静态存储器接口设计

　　0 引言

　　随着信息技术的发展，在工业应用领域中需要采集存储的信息越来越多，相应地使用了各种数据采集装置，以获得被研究对象的相关信息。有时为了节约时间和计算机资源，一般并不是在当地立即处理这些信息数据，而是将数据传向后台由后台计算机进行处理、分析。它们之间的数据传输媒介有有线传输、无线传输和硬盘等几种型式。当采集现场条件不允许时，比如地形复杂且离后台距离较远，有线、无线传输均不适用。此外，有时周围环境会出现高湿度、高粉尘的恶劣情况，在这种条件下硬盘驱动器就难以可靠工作。为了满足实际生产中在特定条件下数据采集系统的要求，通过长时间的研究，设计出一种基于单片机超大容量存储器。该存储器容量可达4 Mb，基本可以满足复杂环境下信息采集存储的需要。

　　1 系统设计

　　基于单片机存储器存取数据的整体结构框图如图1所示。

　　图1中单片机是控制核心，存储器是控制对象，所有电路均为二者服务。由于存储器是4 Mb的，单片机的地址线已经不够用了，为了进行扩展，加入地址扩展电路。为了加快存储器中的数据导入计算机，特加入了并机接口电路。译码电路是为了增加I/O的口数量。

　　1.1 中央处理器(CPU)

　　采用W78E516B单片机，内部包含有：64 kBE2PROM，可省去最小系统，节省了并行口。

　　1.2 存储器

　　静态存储器的核心是存储器芯片，国内市场有2种类型：

　　(1)芯片内部有自带电池的NVRAM。

　　(2)自己设计掉电保护电路使用普通的SRAM，DRAM。闪速存储器是一种非易失性存储器，即使切断供电电源以后也能保持所存储的数据，在不加电的情况下存储在内的信息可长达lO年之久。闪速存储器可以随机寻址、访问时间很短，能抵抗强烈的碰撞，具有很强的环境适应性，可靠性好，平均无故障时间可达数百万小时。因此可以取代硬盘用于可移动设备、工业电子产品领域及恶劣环境中，其性能价格比很好。系统选用Atmel公司生产的闪速存储AT29C040芯片，它是国外新一代产品，容量可达4 Mb，采用分页管理方式，这种芯片的读/写与一般RAM有所不同。对芯片的基本操作如下：

　　读：当CE和OE为低，WE为高时，由地址决定的存储器单元将数据输出;当CE或OE为高时，输出为高阻态。这种双线控制为设计者防止总线争用提供了灵活性。

　　字节装入：用于输入要编程的128 B(一个扇区)数据或保护数据软件代码。当OE为高时，对WE加一负脉冲同时CE为低，或对CE加负脉冲同时WE为低时，将地址在CE或WE首先下降的一个下降沿锁定，数据由CE和WE首先上升的上升沿锁定。