PIC单片机与串行闪存的SPI接口设计

PIC单片机与串行闪存的SPI接口设计

引 言

1 SPI工作原理

2 M25P16简介

M25P16是16 Mb的串行闪存，具有先进的写保护机制，支持速度高达50 MHz的SPI总线的存取操作。该存储器有32个扇区，每个扇区256页，每页256字节。工作电压范围2.7～3.6 V，工作温度范围-40～+85℃。数据保存长达20年，每个扇区可擦写／编程100 000次。

M25P16支持的操作指令共有12条。指令格式为：

其中，8位的命令字是必需的，地址、哑元以及数据字节的有无和长度会因指令的不同而有所差别，详情如表1所列。所有的命令码、地址、串行输入／输出的数据，均是高位在前，低位在后。

对M25P16操作时，先选中芯片(即片选信号S拉低)，然后串行输入操作指令字节，紧接着串行输入地址字节(0或3字节)，必要时还要加入哑读字节，最后串行输入／输出数据字节，然后把片选信号拉高，之后M25P16启动内部控制逻辑，自行完成相应的操作。

3 SPI硬件设计

PIC16F877A的SPI通信涉及4个寄存器：控制寄存器SSPCON、状态寄存器SSPSTAT串行接收／发送缓冲器SSPBUF和移位寄存器SSPSR。其中，SSPCON的8位都是可读可写的，用于设置SSP处于主／从模式、时钟频率、时钟极性、SSP使能以及写冲突检测；SSPSTAT只有高2位可读写，低6位是只读的。PIC16F877A处于接收模式时，SSPSR和SSPBUF构成2级缓冲的接收器，SSPSR每收到1个完整的字节，就将该字节传给SSPBUF，并将中断标志位SSPIF置1，可通过读SSPBUF得到数据；877A处于发送模式时，写SSPBUF操作会同时将数据写入SSPSR，触发传输。下面结合具体的代码进行详细阐述。

(2)连续写函数

其中，delay()为延时子函数，参数为ms级，delay(1)即延时1ms。加入延时，是为了保证存储器在准备好的情况下才进行读写操作。

(3)连续读函数

M25P16允许发出读指令后，连续读取数据，这一模式极大提高了总线效率。数据读取函数的参数包括address：32位地址；block：读数据缓冲区指针；n：一次连续读取的字节数，代码如下：

M25P16的连续读操作与连续写不同的是，无论READ还是FAST_READ，在起始地址处1字节的数据读出后，会自动寻址更高地址处的数据，故程序中无需address++语句。

除了对M25P16的初始化、读写之外，经常还要对其进行擦除操作，擦除有扇区擦除和整体擦除2种方式，执行数据擦除将使内部所有数据变为FFH。擦除操作与写操作类似，在此不再赘述。

结 语

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