IC智能卡芯片AT45D041的原理及应用

IC智能卡芯片AT45D041的原理及应用 新器件新技术 1O智能卡芯片AT45D041的原理及应用 无津大学精仪学院曾周末张志荣钱莹 摘要介绍一种新颖的串行接口的电擦除可缩程闪速存储嚣AT45D041芯片.重点 讲述 AT45D04l的特点,工作原理以及与MCS51接口的硬件电路及有关程序 关键字IC智能卡串行接口单片机可编程操作模式 概述 AT45I).d1是ATMEI公司生产的一种串行 接口的可编程闪速存储器.它采用SPI串El模式0 , 3方式与任何单片机或微机进行通信,几乎无需 外接元器件,电路开发较为简单.读写Ic卡操作非 常方便.数据存储量大,安全性较好.该芯片封装尺 寸小,集成度高,电源电压低等优点决定_r它在商业 和工业中有着广泛的应用,它的典型应用是数字语 音存储,图像存储和数据存储. 一 ,AT45D041的特点与工作原理 AT45D04l有4,325.376位主存储单元,可分 成2048页,每页264个字节.此外,AT45D041还 包含2个SRAM缓冲器,每个缓冲器有264个字 节.当主存储器内的l页正被编程时.缓冲器照样 能接收输八数据.AT45D041使用串行接口来访问 它的数据这种串行接口结构使得硬件设计方便. 系统可靠性增强,并把开关噪声降到最低 AT45[)04l在编程期间不需要高的编程电压,编程 电压仍为电源电压.最为突出的优点是在编程前不 需要擦除周期 1.特点 ? 页编程操作:单周期完成编程操作(包括擦, 写); ?2个264字节的SRAM:当对主存反复编程 时可接收数据; ? 设有内置编程控制时钟; ? 快速页编程时间:典型值7ms; ? 主存页与缓冲器转换时间:典型值80"s; ? 低功耗CMOS电路(备用电流20/zA.读操 作典型电流15mA); ? SPI(模式0,3)接El方式,最高可达】0MHz 串行时钟频率; ? 每字节擦写次数可达l万次,数据可保存l0 年: ? 所有引脚ESD防静电保护可达1000V 2.工作原理 AT45I)041IC卡的触点配置和引脚功能如图I 和 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1所示 V"回回(JNI) RS【回回 R/B回回K s【】回回SL 图1IO卡触点配置 表1Ic卡的引脚功能 引脚嚣称功能 vII【.作l0k RSr复位端 R【lf|状志端 】串什数拱辅H{ N【)地 【S片选 SrK串}时钟 sJ串行数输^ 该芯片经1个简单的三线串行链接通信接[1进 行数据的存取,器件的操作由主机发出的指令控制 1个有效指令包括8位操作码和目的缓冲器或主存 储器地址位置.当CS=0,主机向芯片SCK端发送 时钟信号,引导操作码和地址从sI端装人到芯片 中.所有指令,地址和数据都是先送高位.图!是 芯片的内部方框图. (1)读操作 读操作时序如图3所示.通过调用恰,的操作 码来实现从主存储器或缓冲器中渎出数据当读到 400l耳靠5飙www.m[croconIr011er.corrt.cnmcu@pblibnmf..nl 阔琏储器1年 n1264字1 $t一 鹱押器II264干11J?缓}中嚣2I264字) — }tl IF0援J『 囤2A'1"450041内部方框图 主存或缓冲器末端时.器件回到主存或缓冲器的开 始处继续读.CS由0置1.终止读操作此时SO将处于高阻状态 主存储器页读 主存储器页读操作允许用户直接读出主存中任 何一页的数据此操作不必通过数据缓冲器过渡, 故数据缓冲器的内容不发生变化.主存储器页读操 作的指令为8位操作码(52H).后跟21位地址和32 位随机码(用户不用去管它).在A151)041中24 位地址为:前4位地址足保留位(rrrr).留作集成度 更高的芯片用;跟着1I位地址(PA1O,PA0)表示 页地址;最后9位地址(BA8,IjA())指明1页中所 要读取数据的首地址.跟在21位地址后面的32位 为任意值.发送它只是为了初始化读操作只要在 SCK端上外加1010…序列脉冲.SO脚上就产生串 行数据的输出.在装操作码,地址位和读数据期间. Cs必须保持为低电平 缓冲嚣读 数据能从两个缓冲器中任何一个读出.操作码 ( SI So CS SI 新器件新技术 j4H指数据从缓冲器l中渎出;56H指数据从缓冲 器2中读出.为了.进行缓冲器读操作.8位操作码 后必须跟着lj位任意码,9位地址码和8位任意 码由于缓冲器的大小是_964字节.需9位地址 (BFAS~0)来指明缓冲器中要读出数据的首地址. 主存储页到缳冲嚣转存 主存中任何一一页数据都可以转存到其中1个缓 冲器中.操作码53H表示转存到缓冲器1.55H则 转存到缓冲器2.后面跟着j位保留位(rrrr).11位 地址(PAl0,PA0)(用来指明主存中的哪,页要被 转存)和9位任意码.将主存指定页数据转换到缓 冲器的工作将在CS从0跳变到l时开始在1页 数据转换朝同,可根据状态寄存器内容来判定转换 工作完成情况. 主存储器页与缓冲器比较 主存中任何一一页内容部可以与缓冲器1或缓冲 器2中的进行比较其对应的操作码分别为60H 和61H.后面跟着24位地址,其中包含4位保留位 (rrrr),1I位地址位(PAl0,PA0)(指明主存中的 哪一页要和缓冲器比较)和9位任意位.操作码和 地址位的装入与莳面所描述的相同.当写由0跳 变为1时.主存指定页中E64个字节的数据将与缓 冲器1或2中264字节的数据进行比较在此期 间?状态寄存器将指出器件正忙.比较完成后.状态 寄存器中的6位数据将随着比较结果而发生变化 (2)写操作 写操作时序如图所示写操作指将数据从主 机经sI端转移到缓冲器1(2)中或将暂存在缓冲器 图4主存页通过缓冲器写操作时序囤 1~]CU@pUblica.bicninfo.nerwww.microcontr0lIc()mcn2001年第5期41 辩 新器件新技术 中的内容写到主存页中.如果写到了缓冲器的末 端.器件将回到缓冲器的开始端,继续向缓冲器中写 数直到csol脚由0跳变到1为止在写期间.状态 寄存器指出芯片正忙. 缓冲器写 数据能从SI端转移到缓冲器l或2中操作 码84H(87H)表示转移到缓冲器1(2),后跟着l5 位任意码和9位地址(BA8,BA0)9位地址指明 缓冲器中要写人数据的首地址.要写入的数据跟在 地址位后面. 将缓冲器内容写入主存储页(自带擦豫功能) 事先写进缓冲器1或2中的数据可通过编程写 到主存中.操作码83H(86H)表示从缓冲器1(2) 写到主存中,后面跟4位保留位,ll位地址位 (PAl0,PA0)(指写入主存的页)和9位任意码 当由0跳变为1时,芯片首先擦除所选择的主存 页内容(总共用ls).然后把缓冲器中内容写入主存 指定页中.页的擦除和写入操作由内置时钟所控 制,并将在Tep内完成. 将缓冲器内客写入主存储页(不带擦除功能) 此操作与上述情况类似.不同的是:?其操作 码分别为88H和89H;?主存中的指定页内容必 须事先通过编程擦除掉;?操作时间不超过Tp. 主存储页写 此操作是往缓冲器写和由缓冲器向主存页写 (自带擦除功能)的结合.数据首先从主机经S1端 被转存在缓冲器1或2中.然后再写到主存的指定 页中.操作码82H(85H)表示借助于缓冲器1(2) 写进主存页中其后跟4位保留位和2O位地址 2O位地址中前11位地址(PA10~PA0)表示主存中 页地址.后9位地址(BA8,BA0)表示数据暂存在 缓冲器中的首地址.此操作过程可参照上面的内 容 自动页重写 当1页或多页中若干字节数据需要以某种方式 修改时,则需要用到自动页重写操作此操作也是 由两种操作组合而成的:其一.主存指定页转存到缓 ,再将缓冲器内容写回到主存当初页中 冲器中;其二 (自带擦除功能).操作码58H(59H)代表通过缓存 器1(2),后跟4位保留位,11位地址(PA10, PA0)指明主存要被重写的页.另外9位任意此操 作在由0跃变到l后开始,由内置时钟所控制 最大执行时间为Tep. (3)状态寄存器 状态寄存器如表2所列.状态寄存器功能包 裹2状态寄存器 Blt7BIBBit5Bit4t3BIt2BItl R】)Y/1:1USYCO_?P 括:?判定芯片处于忙还是闲状态;?表示主存页 与缓冲器比较的结果;?芯片的集成度操作码 57H表示读状态寄存器内容.在操作码最后l位 移人芯片后,状态寄存器的8位将从SO端移出(高 位在前)状态寄存器的高5位含有芯片工作状态 信息;低3位保留,以备将来扩展用,故为任意值. 状态寄存器的第0位移出芯片后,只要CS还保持低 电平,且SCK端有时钟信号输入.状态信息将重复 输出.状态寄存器的数据是不断更新的,因此,每一 次重复.序列将输出最新信息状态寄存器的第7 位(即Bit?)表示忙/闭状态信息:若Bit7—1.芯片处 于闲置状态,表示已准备好可接受下一个命令;若 Bit7—0.芯片处于繁忙状态用户可以不断查询状 态寄存器的Bit7状态.其查询方法为,在Bit7输出 后,停止SCK信号的发送.这样就只有Bit7从SO 端输出.一旦芯片不再繁忙后,SO端将从…0跳变 为…1'.这里有6种操作将造成芯片处于繁忙状态: ?主存储页向缓冲器转存; ?主存储页与缓冲器比较; ?缓冲器向主存储页写(自带擦除功能); ?缓冲器向主存储页写(不带擦除功能); ?主存储页写操作; ?自动页重写操作. 主存页与缓冲器比较结果在状态寄存器的第6 位表示出:若Bit6—0,表示主存指定页的内容与缓 冲器中的内容相同i若Bit6—1.表示主存指定页的 内容与缓冲器中的内容不相同 芯片集成度由状态寄存器的Bit5,l{lt3来表 示对于AT45D041来说,这3位是011这3位 二进制码的十进制值并不等于芯片的集成度.而是 表示1种集合代码这种集合代码代表了串行数据 Flash芯片的不同的集成度.它总共可以表示出8 种不同的集成度配置. 422OO1年卑5期www,microcontr.11er,com.?m@pblibj.fn.et ,一,,母器件新粤米 (4)闲置繁状态 当内部时钟工作时.芯片将处于繁忙状态.此时 该输出端(RB)为低电平此输出端正常为高电平 (须外加1个上拉电阻).在写操作,比较操作以及 主存页和缓存器之间转换数据时.该端将为低电平. 繁忙状态表明此时主存和正工作着的缓存器不能被 访问.但对另一个缓存器的读写操作仍然可以进行. 2.软件部分 任何一种操作模式的操作 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 大致是相似的. 即由单片机向IC卡发操作指令.接着SCK端发一 连串1010…的时钟脉冲,就会把SO或sI端上的数 据串行地读出或写人Ic卡中指定单元本文以读 Ic卡程序为例来进一步说明其工作流程.用汇编 语言实现的读Ic卡程序如下: ;NC . TRCMD令 新器件新技术 PIC16F87X单片机中断系统应用 必须关注的I闭题 珂北省邮电学接李学海 摘要美国微芯岱司研制的PI('系列单片机.其硬件结构和指令系统采用了与血不 同的设 计手法.在架构上和概念上对传统单片机进行了一些突破性的变革.但也给这类单 片机的应用带 来了一些特殊问题本文针对P1Cl6F87X系列单片机中断的特点.及其在应用过程 中应该注意的 几个问题进行必要的说明.内容包括中断源,中断逻辑,中断相关的寄存器,中断的 延时,中断的现 场保护以及注意事项等 关键词单片机PICl6F87X中断系统q-斯源 目前在世界一些着名的单片机产品系列中, PICI6F87X系列苹片机是芯片内部包含有外围设 备模块数量最多的片饥品种之,})l('16F87{和 PIC16F877单片机的芯片内部集成J'【5个外围设 备模块;P1C16F873和PIt'【6F876单片机的芯片内 部集成了i2个外围备模块在最近推出的该系 列的瓿型号中.PI('16F87(}单片饥的芯片内部集成 了10个外围设备模块;P1C16F81单片机的芯片内 部集成了i3个外剧设备模块:PI('l6F872单片机的 芯片内部也肇成r10个外围设备模块(比 P1C16F870多了【个USAR'I'模块.少r【个SSt 模块). S—IN: RSHIFT S0JT —SH}一 000 M0v@R0.A NCR0;成055t数据 ;到主机 接收子程序 发进F样j 这些外围设备模块在启用时以及在工作过程 中.都或多或少地需要CPU参与控制,协调或交换 数据等各种服务工作.由于CPU的运行速度非常 高.而各个外围设备模块的工作速度却非常低,况目 这外围设备模块也不是频繁地要求CPU对其睢 务因此.通常采取一种让众多外嗣设备模块共享 1个cI'u并且能够及时得到CPU暇务的调度方 缝中断. 一 ,PlC16F87X的中断源 PIC系列单片机是当今世界上很有影响力的精 简指令集(RISC)微控制器.具有丰富的中断功能 0V SET弓 N0P 0P CLR DJhZ RT SI.C S0K SC' R7.一S}F一 圆目 参考文献 1于宏军-赳冬艳.智能【IC)卡技术全il』[京:电于1业 出版社 2孙涵芳.橡爱卿.L,s-51/96系列片机理及麻川 』[京:北航卒航天大学出版礼 3胡议才.片机原坪及其接Il拄求北京;清华人学小 版礼 442001耳第5瓤www.nicrocontr0r.CO11l,cnn1r@pbLi.bj.?ht AT . 一.##,,