跟着科技的快速地开展，现代工业测控范畴的许多运用中都要完结许多数据的守时收集存储。笔者认为海流计规划的海流数据收集存储接口电路为例，介绍一种守时收集存储体系的作业原理及其完结办法。

  在许多情况下，尤其是恶劣的作业环境下，高性能的单片机和大容量的Flash存储器是数据收集存储体系的最佳挑选，本文介绍的体系也是根据这样的考虑。体系硬件结构并不杂乱，包含高性能单片机C8051F021、实时时钟芯片SD2300、大容量Flash存储器K9G8G08及其外围电路，如图1所示。作业原理也较为简略，通过串口将单片机C8051F021与海流计相连，通过对单片机的编程完结对海流计的操控和运用。一起，为完结守时收集和数据存储的功用，还需将实时时钟芯片SD2300和大容量Flash存储器K9G8G08的相应引脚与C8051F021的GPIO相连。SD2300通过发送守时中止使得C8051F021在预守时间通过串口收集若干组流速和流向数据，然后将其存储在K9G8G08中。

  C8051F021单片机是集成在一块芯片上的混合信号体系级单片机。芯片上有64位数字I/O。C8051F021单片机具有片内看门狗守时器、VDD 监视器和时钟发生器，可以说是真实的、可独立作业的、完好的SoC(片上体系)。片上一切的模仿和数字设备都可以使能或封闭，也可以由用户设置。片内的 Flash存储器可以在电路(即由用户程序在运行时)编程(读写)，为用户更好的供给了非挥发性存储器，并答应现场更新8051程序。

  SD2300是深圳市兴威帆电子技能有限公司开发的一种具有内置晶振、两线式串行接口的高精度实时时钟芯片。较SD2000而言，SD2300具有更宽的守时规模、更多的周期性中止挑选，并增加了数字精度调整寄存器、30s时间调整和晶振停振检测等功用。最明显的改动是对时钟数据/寄存器的拜访由通过不同指令字改为地址直接寻址，使得芯片的运用灵活性更好，并进步了程序编写的可读性。

  SD2300的接口为I2C总线C总线接口的单片机，只需将SD2300的SCL、SDA脚与单片机的SCL、SDA脚相连;关于没有 I2C总线接口的单片机，可以用通用I/O口来模仿I2C总线C总线的时序同步信号;PO.7模仿SDA，完结I2C总线的串行数据输入/输出。图2中的INTRA、INTRB为守时中止输出，SDA和SCL为时钟电路的串行时钟脚， SDAE和SCLE为E2PROM的串行时钟脚。

  K9G8G08容量为8 Gb(8 858 370 048位)，包含524 288行(页)和2 112×8列。在列地址2 048～2 111处有备用的64列存储单元。2 112字节的数据寄存器与存储器阵列相连，用来为在页读或页编程操作时I/O端口和存储阵列间的数据传输服务。存储器阵列由32个存储单元串行衔接在一起，构成了一个NAND结构。每32个存储单元处于不同的页中。一个存储单元包含2位数据。一个块由2个NAND结构串组成，一共包含1 081 344个NAND结构。编程和读操作均以页为单位，而擦除操作以块为单位。存储器阵列包含4 096个256 KB的可擦除块。K9G8G08选用8个I/O引脚的屡次复用计划。这就使得其外部引脚数明显削减，并能不改变现有体系的板级规划而进行体系升级。指令、地址和数据通过在CE为低电平时把WE引脚拉低而写入I/O引脚，在丽的上升沿被锁存。CLE和ALE通过I/O引脚分别被用在指令和地址的多路传输中。一些指令需求1个总线周期，例如重启指令、读状况指令等;另一些指令则需求2个周期，例如页读、块擦除和页编程操作，一个周期用来设置，另一个周期用来履行。1 Gb的物理地址空问需求30位的地址，5个周期来寻址(2个列地址，3个行地址)。页读和页编程操作在相应的指令后需求相同的5个地址周期。而在一个块擦除操作中，只需求3个行地址。因而，可将C8051F021的P2口直接与这8根I/O衔接，其他操控引脚接C8051F021、的相应引脚，如图3所示。K9G8G08通过CLE和ALE信号线完结I/O口上指令和地址的复用。指令、地址和数据都通过拉低WE和CE从I/O口写入。

  体系软件的规划流程如图4所示。首要完结体系的初始化作业，包含C8051F021的初始化和SD2300的守时中止设置，然后体系进入等候状况。待抵达预守时间后，SD2300宣布守时中止，使C8051F021进入中止处理程序，进行数据收集和存储。存储结束，体系再次进入等候状况，等候下一次守时中止的到来。

  SD2300的I2C接口与C8051F021的GPIO相连，通过GPIO来模仿I2C，编程简略，操作便利。SD2300的拜访操控通过寄存器直接寻址完结，其内部的寄存器如表1所列。

  SD2300通过两线式串行接口方法接纳各种指令并读写数据。下面详细介绍两线式串行接口方法。

  ①开端条件：当SCL处于高电平时，SDA由高电平变成低电平构成一个开端条件。对SD2300的一切操作均必须由开端条件开端。

  ②中止条件：当SCL处于高电平时，SDA由低电平变成高电平构成一个中止条件。此刻SD2300一切的操作均中止，体系进入待机状况。

  ③数据传输：当SCL为低电平，且SDA电平变化时，数据由C8051F021传输给SD2300;当SCL为高电平，且SDA电平不变时， C8051F021读取SD2300 E2PROM发送来的数据;当SCL为高电平，且SDA电平变化时，SD2300收到一个开端或中止条件。

  ④承认：数据传输以8位序列进行。SD2300在第9个时钟周期时将SDA置位为低电平，即送出一个承认信号，标明数据被其收到。

  鉴于篇幅所限，仅以SD2300的设定开端收集时间程序为例，介绍一下SD2300的软件接口编写。

  比较于三星公司的Flash存储器KM29U128T，K9G8G08不仅在容量上得到了极大的进步，操作的多样性和灵活性也有明显改善。例如，支撑一页内的随机数据读写，并供给了一种特别的Two-Plane页编程操作，能支撑两页的一起写入，其操作指令如表2所列。

  笔者为海流计规划的数据守时收集存储体系，通过重复试验，可以依照预守时间按时进行数据收集作业，数据存储完好精确，整个体系作业安稳牢靠。该体系的规划为相关运用供给了参阅。

  2. 深圳市兴威帆电子技能有限公司 高精度实时时钟SD2300L系列 2009

  5. 王盛安.龙小敏.陈俊昌.姚小桂 大容量快闪存储器在压力式波潮仪中的运用 [期刊论文] -外表技能与传感器2000(10)