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摘要：AT29C010A 是ATMEL公司推出的5V闪速电擦除存储器（EPROM），它采用ATMEL公司选择的永久性CMOS技术制造，可快速准确地实现单片机系统编程开发的需要，因此，它可广泛应用于各种单片机系统。文中介绍了它的特点、结构和基本工作原理，并给出了AT29C010A在微型心电图机中的实际应用。
关键词：AT29C010A 存储器 闪速
1 概述
AT29C010A 是一种5V在线闪速可电擦除的存储器，具有掉电保护功能；能够方便地在线编程而不需要很高的输入电压，其指令系统在5V电压下即可控制 AT29C010A。AT29C010A将其具有的1M位的存储空间分成1024个分区，每一分区有128个字节。从AT29C010A中读取数据与 EPROM的操作相似，再编程能力是以每一分区为单位的，128字节的数据可在装入AT29C010A的同时完成编程。在一个再编程周期里，存储单元的寻址和128字节数据可通过内部锁存来释放地址和数据总线，这样即可为其它操作提供地址和数据总线。编程周期开始时，AT29C010A会自动擦除分区的内容，然后对锁存的数据在定时器的作用下进行编程。在编程周期的结束是通过查询I/O7的DATA有效实现的，一旦编程周期结束，就可开始一个新的读或编程操作。
AT29C010A采用ATMEL公司先进的永久性COMS工艺制造，存取时间为70ns，功率消耗仅为275mW。当AT29C010A休眠时，CMOS的维持电流小于100μA。AT29C010A的每一分区的可擦写数次超过10,000次。
AT29C010A是一种新型存储器，它有三种封装形式，图1是采用32脚DIP封装的AT29C010A的引排列图。它的主要特点如下：
●是一种可电擦除、可编程的闪速存储器；
●快速读取时间为70ns；
●具有内部程序和定时器控制功能；
●内含2个8k的可锁定的自举模块；
●分区程序操作；
-擦除、编程单向循环，可超过10,000次；
-包含1024个分区（128字节/分区）；
-可进行内部地址和128位数据锁存；
●具有硬件和软件数据保护功能；
●分区编程周期仅为10ms；
●可检测DATA查询程序是否结束；
●低功耗，有效电流为50ms；CMOS维持电流为100μA；
●采用单5V±10%电源供电；
●具有CMOS和TTL兼容的输入输出；
●有商用和工业用的温度范围可选。
2 管脚结构
AT29C010A有32个管脚，有DIP、TSOP和PLCC三种封装形式，图1为32脚DIP封装的引脚排列。表1是其引脚定义。
表1 管脚说明
管脚名称 功 能
A0～A16 地址
CE 片选
OE 输出使能
WE 写使能
I/O0～I/O7 数据输入/输出
NC 不接
3 工作原理
图2是AT29C010A的工作原理框图，现将其中各部分的原理作以介绍。
3.1 读操作
AT29C010A的存取类似于EPROM，当CE和OE为低电平而WE为高电平时，由A0～A16寻址的内存单元中的数据会读到I/O0～I/O7输出管脚；若CE和OE为高电平，则I/O0～I/O7输出管脚为高阻态。这种双向控制的方式可避免总线竞争。
3.2 字节装载
AT29C010A的字节装载可用来装入每一分区待编程的128k字节数据或用来进行数据保护的软件编码。每一字节的装载是通过CE或WE各自为低电平而OE为高电平来实现的，数据在CE或OE的一个上升沿时锁存。
3.3 编程
AT29C010A 是以分区为单位进行再编程的，如果某一分区中的一个数据需要改变，那么这一外区中的所有数据必须重新装入。一旦每一分区中的字节被装入，这些字节将同时在内部编程时间内进行编程，在此时间内若有数据装放，则会产生不确定的数据；当第一字节数据装入AT29C010A之后，接着要被编程则必须有WE（或 CE）由高到低的跳变，这一跳变需在150μs内完成，同时前面字节的WE（或CE）由低到高的跳变时间也是150μs。如果一个由高到低的跳变在最后一个由低到高的150μs内没有被检测到，那么字节装载的时间段将结束，此时内部编程时间段开始。A7～A16用于提供分区地址，分区地址只在每一个WE （或CE）由高到低的跳变时才有效；而A0～A6用来提供分区中每一字节的地址。一旦编程时间段开始，在写周期的维持时间内，读操作实际上是一种查询。表 2及图3分别给出了编程时间参数和时序波形。
表2 编程时间时序参数
符 号 参数 最大值 最小值 单 位
tWC 写周期时间 10 ms
tAS 地址建立时间 0 ns
tAH 地址保持时间 50 ns
tDS 数据建立时间 35 ns
tDH 数据保持时间 0 ns
tWP 写脉宽 90 ns
tBLC 字节转载周期时间 150 μs
tWPH 写脉宽高度 100 ns
3.4 软件数据保护
AT29C010A还具有软件控制数据保护特性，这一特性在ATMEL公司出厂时没有开启，用户可根据需要开启或关闭，一旦开启，在未执行关闭指令之前这一特性始终有效；供电情况 的改变不会重新设置这一特性，但在供电情况改变时随机的编程周期可能会改变这一特性。若要开启软件数据保护，必须执行三条针对存放有特殊数据的特殊地址单元的程序指令。在开启软件数据保护之后，所需的程序若要出现，也必须执行同样的三条程序指令。软件保护使能的软件算法必须在程序可能执行之前发送到AT29C010A，所有的软件程序指令要按照分区程序的时序要求进行。在给出软件数据保护的指令代码之后便可进行字节的装载。图4给出了软件数据保护使能或撤销软件算法的流程图。
3.5 硬件数据保护
AT29C010A的硬件保护有以下几种方式：
（1）Vcc自动检测：如果Vcc低于3.8V（典型值），程序的运行将中止。
（2）Vcc供电延迟：如果Vcc达到自动检测水平，AT29C010A将自动在编程前暂停5ms。
（3）编程禁止：当OE为电平而WE或CE为高电平时禁止编程。
（4）噪声滤波：若WE或CE输入脉宽少于15ns（典型值），则不启动编程周期。
3.6 查询
AT29C010A采用DATA查询来识别程序是否结束。在编程周期内，试图读数据的操作将在装载最后一字节时在I/O7上产生装载数据完成信号；一旦编程周期结束，有效数据将被送到输出端，并且开始下一编程周期，查询可以在编程周期的任何时刻进行。
3.7 重复位
另外，除查询方式之外，AT29C010A还提供了另一种决定编程、擦除周期的方法。即在编程和擦除操作周期时，连续地试图从AT29C010A的读数据操作中在I/O6上出现1和0，一旦编程周期结束，I/O6位将重复并且读取有效数据；重复位的检测可在编程周期的任何时间内进行。
4 应用举例
AT29C010A 在家用单导心电图机中可用作单片机片外扩展的数据存储器以用来存放心电数据，这些存放的数据可在线实时使用或需要时从存储器中读取。AT29C010A的掉电保护功能可以在意外掉电或关闭电源的情况下保存数据，这样不仅确保了数据的可靠性，而且可以省电。图5是微型心电图机的电路原理框图。由于 AT29C010A既可作程序存储器也可作数据存储器，因而在这一原理图中AT29C010A作为外部RAM使用，用于存放从人体采集的心电数据，这些数据通过单片机的A/D转换可获得心电信号的数字量，这样数据是存入在单片机的内部RAM中，内部RAM存满后数据便依次存放在外部数据存储器，即 AT29C010A中，如果以后需要使用采集的数据时，便可从AT29C010A中读出；而且AT29C010A可存储修改几段不同时期的心电波形，以供日后参考。例如：用户的日常病例。当需要更改这些数据时可以通过电擦除更改已存储的数据，以便重新存储新的心电数据。
5 结束语
AT29C010A 在电路单片机中的应用不仅能使用户快速地实现所需功能，而且电擦除的方式为程序和数据的存储和更新提供了方便，特别是其掉电保护功能，由于它可以在意外掉电或关闭电源的情况下保存数据，因而确保了存储的可靠性，同时还可以减秒电耗，这是以往采用RAM所不具有的功能。
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