【正文】 其實現(xiàn)原理如下：（1） 復位信號的產(chǎn)生 若開始時 EA 為高電平，此時運行系統(tǒng)程序，若要切換到用戶程序，則將 K1 閉合，EA 為低電平，C21 放電，Q13 截止，C20 通過 Q12 的 BE 極和 R16 充電，Q12 導通，產(chǎn)生復位高電平脈沖，若再要切換到系統(tǒng)程序，則將 K1 打開，EA 為高電平，C21 通過 Q13 的 BE 極充電，Q13 導通，C20 通過 Q13 的 CE 極放電，由于 Q13 導通后集電極為低電平，所以 Q12 也導通，同樣產(chǎn)生復位脈沖。C21R19R16C19R17K1R20RSTR18EAVCCVCCQ12Q13C20111213U6D12 3U6A56U9C12 3U11A45 6U11B8910U11C111213U11DRAMCS1PSENRDWRRAMCSRAMRDR21D10RAMWRPROTECT圖 29 自動程序切換電路原理圖（2） 邏輯切換電路 若開始時 EA 為高電平，此時運行系統(tǒng)程序，外部程序存儲器選通信號 PSEN 不能通過 U11A 而無效,讀信號 RD 可通過 U11D,由于 U11A 輸出為高電平，所以 RD 信號通過 U11D 后又可以通過 U6A，實現(xiàn)對外部存儲器的讀操作；寫信號 WR 可通過U11B,WR 和保護電路相或后實現(xiàn)對外部存儲器的寫操作。需要注意南昌工程學院本科畢業(yè)（論文）設計19的是在切換程序時，必須啟動一個存儲器寫保護電路，以防止此期間外存儲器被意外寫數(shù)據(jù)。此外，在系統(tǒng)上電及掉電時，也需要對外存儲器寫保護。 RS232 通信電路如圖 210 所示，2 相互連接，完成信號電平的反相，DCC2 連接組成電源電路，D1 連接 Q2 的基腳，是 Q2 的保護二極管，D4 連接單片機 RXD，是單片機 RXD 引腳的保護二極管。圖 210 RS232 通信電路 電源電路如圖 211 所示，電源輸入電路有兩個輸入端，一個為直流 912V 輸入，可接受變壓器輸入。電壓檢測電路在電源電壓不足時會給單片機一個中斷信號，同時禁止存儲器寫操作。PC 機軟件在Windows 環(huán)境下用Visual Basic 軟件編寫，完成程序下載及程序切換控制，包括文件操作部分、通信測試部分、通信協(xié)議處理部分、錯誤處理等輔助功能。比如AD/DA 實驗程序、液晶顯示器實驗程序、USB 驅(qū)動實驗程序、網(wǎng)絡實驗程序、編程器擴展應用程序、解碼器、示波器等。下位機系統(tǒng)軟件的主要功能有:①與上位機聯(lián)合下載程序。 ③具有頻率計功能和脈寬測量功能。 本章小結(jié)本章中詳細地介紹了多功能單片學習機的硬件設計，其中硬件設計包括單片機南昌工程學院本科畢業(yè)（論文）設計21AT89S52 電路，數(shù)碼顯示電路，外部存儲器電路，外部存儲器的保護電路，鍵盤輸入電路，程序自動切換電路和電源電路等；然后，簡要地介紹軟件設計，軟件設計包括上位機 PC 軟件和下位機軟件。要訪問NAND FLASH中的數(shù)據(jù), 必須通過NAND FLASH控制器發(fā)送命令才能完成。基于多功能單片學習機的NAND ，電路主要由多功能學習機中的單片機電路,鍵盤電路，數(shù)碼管顯示電路,擴展外部RAM電路以及擴展板NAND FLASH組成，其中NAND FLASH可選K9F2808U0B(16M X 8 BIT)、K9F1208U0B(64M X 8 BIT)。它的編程和讀操作是以頁為基礎執(zhí)行，而擦除操作是以塊為基礎執(zhí)行。 電源通過 5V電源連接兩個可調(diào)電阻，從而獲取 的電壓。南昌工程學院本科畢業(yè)（論文）設計23K9F1208U0B 芯片有 4 個 plane，每個 plane 有 1024 個 Block，每個 Block有 32Page，每個 Page 有 528Byte。圖 32 NAND FLASH 接口電路I/O0 ~ I/O7data inputs/outputs 通過這 8 個 I/O 引腳，可以輸入命令，地址和數(shù)據(jù)，也可以在讀操作時輸出數(shù)據(jù)。CLE 為高電平時激活，在 WE 的上升沿，命令通過 I/O 端口被鎖存到命令寄存器中，結(jié)合 datasheet 的相關(guān)時序圖來理解更為深刻。CEchip enable CE 是設備選擇控制引腳。WP write protect 寫保護，當此引腳為低電平激活，也即內(nèi)部高壓第三章 NAND FLASH 擴展板的設計24發(fā)生器復位。低電平時，表示編程或擦除或隨機讀操作在進行，并且根據(jù)完成情況來返回高狀態(tài) 控制器的工作原理圖 33 學習機引出的插座多功能學習機作為NAND FLASH的控制器，要訪問NAND Flash 中的數(shù)據(jù),必須通過 NAND Flash 控制器發(fā)送命令才能完成。特殊功能寄存器有: NFCONF、NFCMD、NFADDR、NFDATA、NF STAT 、NFECC。南昌工程學院本科畢業(yè)（論文）設計25 NAND FLASH 驅(qū)動 開 始數(shù)據(jù)初始化數(shù)碼管掃描是否有鍵輸入Y數(shù)據(jù)寫入鍵嗎Y向 NAND 芯片存儲數(shù)據(jù)校驗數(shù)據(jù)是否正確寫入LED 顯示操作結(jié)果N擦除鍵嗎NN擦除 NANDYNAND 接口初始化圖 33 NAND FLASH 驅(qū)動的主程序流程圖NAND FLASH 驅(qū)動的主程序流程圖如圖 33 所示。第三章 NAND FLASH 擴展板的設計26 NAND FLASH 的工作原理NAND FLASH的數(shù)據(jù)是以bit的方式保存在memory cell，一般來說，一個cell 中只能存儲一個bit。這些Line會再組成Page，(NAND FLASH有多種結(jié)構(gòu)，以三星K9F1208U0M為例，每頁528 Bytes (512byte(Main Area)+16byte(Spare Area))，每32個page形成一個Block(32*528B)。k9f1208U0B具有4096個block，故總?cè)萘繛?096*（32*528B）=66MB，但是其中的2MB是用來保存ECC校驗碼等額外數(shù)據(jù)的，故實際中可使用的為64MB。按照這樣的組織方式可以形成三類地址：（1）Column Address：Starting Address of the Register: 列地址，地址的低8位（2）Page Address ：頁地址（3）Block Address ：塊地址。擦除操作的最小單位是塊 ,NAND FLASH芯片每一位只能從1變?yōu)?，而不能從0變?yōu)?，所以在對其進行寫入操作之前一定要將相應塊擦除（擦除就是將相應塊的位全部變?yōu)? ）,NAND FLASH器件中存在壞塊，壞塊是隨機分布的,NAND FLASH控制器需要對介質(zhì)進行初始化掃描以發(fā)現(xiàn)壞塊，并將壞塊標記為不可用。參數(shù)說明: block, 塊號。 buffer, 指向?qū)⒁x取到內(nèi)存中的起始位置。南昌工程學院本科畢業(yè)（論文）設計27static int NF_ReadPage ( unsigned int block, unsigned int page,unsigned char * buffer) {NF_RST ECC( ) 。 / * 片選NAND Flash 芯片* /NF_CMD( 0x00) 。/ * A9A16( 頁地址) * /NF_ADDR( blockPageamp。/ * A17A24, ( 頁地址) * /NF_ADDR( ( blo ckPag e 8) amp。/ * A25, ( 頁地址) * /NF_ADDR( ( blo ckPag e 16)amp。/ * 等待NAND Flash 處于再準備狀態(tài)* /ReadPag e( ) 。 / * 讀取ECC 碼* /ReadOOB( ) 。/ * 校驗ECC 碼, 并返回* /Return ( checkEcc( ) )} NAND FLASH 的編程功能: 對頁進行編程命令, 用于寫操作。 再寫入80h 開始編程模式( 寫入模式) , 接下來寫入地址和數(shù)據(jù)。 為寫程序流程圖。 page, 頁號。 返回值0, 寫錯誤, 返回值1, 寫成功。 / * 初始化ECC * /NF_nFCE_L( ) 。 / * 從A 區(qū)開始寫* /NF_CMD( 0x80) 。/ * A9A16( 頁地址) * /NF_ADDR( blockPageamp。/ * A17A24( 頁地址) * /NF_ADDR( ( blockPage 8) amp。/ * A25( 頁地址) * /NF_ADDR( ( blockPage 16)amp。/ * 寫頁為512B 到NAND Flash 芯片* /南昌工程學院本科畢業(yè)（論文）設計29WRDATA( ) 。 / * 寫該頁的OOB 數(shù)據(jù)塊* /CMD( 0x10) 。 / * 等待NAND Flash 處于準備狀態(tài)* // * 發(fā)送讀狀態(tài)命令給NAND Flash * /CMD( 0x70) 。0x1) {/ * 如果寫有錯, 則標示為壞塊, 取消NAND Flash 選中* /M arkBadBlock( block) 。} else {/ * 正常退出, 取消NAND Flash 選中* /return 1。命令代碼: 首先寫入60h 進入擦寫模式, 然后輸入塊地址, 接下來寫入D0h, 表示擦寫結(jié)束。 返回值0, 擦除錯誤( 若是壞塊直接返回0。Stat ic int NF_EraseBlock( unsigned int block) {/ * 如果該塊是壞塊, 則返回* /if( NF_IsBadBlock( block) ) return 0。 / * 片選NAND Flash 芯片* /NF_CMD( 0x60) 。 0x ff) 。 0x ff) 。 0x ff) 。 CMD( 0x70) 。0x1) { / * 如有錯, 標為壞塊, 取消Flash 選中* /Mark Bad Block( block) 。} else { / * 退出, 取消Flash 選中* /return 1。南昌工程學院本科畢業(yè)（論文）設計31第四章 NAND 擴展板的調(diào)試 硬件仿真注意事項使用 40 芯仿真電纜連接 51 study 和用戶目標板，則須要注意硬件資源的分配問題。P3 口， 和 已經(jīng)連接了一個 RS232 電路，如果目標板上使用了RS232 通信，則可取下其上面的 RS232 轉(zhuǎn)換芯片，直接使用 51 study 上的RS232 通信電路即可。如果不需要，可以取下 51 study 的紅外遙控輸入跳線冒。P0 口 和 P2 口，不能做為靜態(tài)口操作。因為調(diào)用某些庫程序可能會改變端口狀態(tài)，如果程序開始時端口狀態(tài)不對，則可能會異常。動態(tài)掃描過程中, 數(shù)碼管顯示的亮度與驅(qū)動電流、點亮時間和關(guān)斷時間有關(guān), 所以應當適當調(diào)整驅(qū)動電流大小和掃描頻率, 從而控制顯示所需要的亮度。軟件方面，應在實際的調(diào)第四章 NAND 擴展板的調(diào)試32試過程中不斷的嘗試，找到一個最佳臨界點，即要注意動態(tài)掃描的延時間隔和掃描次數(shù)。需要注意的是：除了手動寫保護外，系統(tǒng)電源電壓不足會自動寫保護存儲器（低電源電壓報警點一般設置為 4V 左右），此時，電源報警及自動寫保護燈發(fā)亮（紅色) .在聯(lián)機編程中，6 聲短音報警：提示地址為 1000H1FFFH 錯,10 聲短音：提示地址在 2022H7FFFH 錯。系統(tǒng)提供了一種用戶 寫 1000H1FFFH 的方法：在編程 1000H1FFFH 前，先編程 即可。南昌工程學院本科畢業(yè)（論文）設計33第四章 NAND 擴展板的調(diào)試34第五章 全文總結(jié)基于多功能單片學習機的 NAND FLASH 驅(qū)動包括兩部分：多功能單片學習機和 NAND FLASH 存儲器。多功能單片學習機的硬件電路包括單片機 AT89S52 電路，數(shù)碼顯示電路，外部存儲器電路，外部存儲器的保護電路，鍵盤輸入電路，程序自動切換電路和電源電路等；然后，對 NAND FLASH 擴展板電路進行了詳盡地分析，NAND 擴展板的設計主要從 NAND 擴展板硬件電路設計和驅(qū)動兩方面闡述，并就 NAND FLASH 的工作原理、讀操作、編程和擦除操作進行了細致地代