VRS51L3074" title="VRS51L3074">VRS51L3074是Ramtron公司生產(chǎn)的一款運行速度可達(dá)40MIPS的單周期8051微處理器。VRS51L3074的存儲器子系統(tǒng)具有64 KB的Flash、4 352字節(jié)的內(nèi)部SRAM，以及眾多的外設(shè)接口。VRS51L3074的高速增強(qiáng)型SPI接口速度為系統(tǒng)時鐘的1／2，而且具有多字節(jié)傳送、手動片選和輸出下載脈沖的功能。這幾個功能對于直接利用SPI接口讀取串行Flash中的顯示數(shù)據(jù)，同時向LED顯示屏" title="顯示屏">顯示屏傳送至關(guān)重要。FRAM" title="FRAM">FRAM技術(shù)是Ramtron公司融合RAM和ROM的特性，開發(fā)出的具有RAM的讀寫速度、又能掉電保持的存儲器件。FRAM系列存儲芯片具有寫數(shù)據(jù)無延時，抗干擾能力強(qiáng)，在3．3V 環(huán)境下FRAM讀寫次數(shù)沒有限制，數(shù)據(jù)保存時間可達(dá)10～45年等眾多優(yōu)點。FRAM產(chǎn)品提供了多種接口(如I2C、SPI、并行接口)，多種容量 (4Kb、16 Kb、64 Kb、256 Kb、1 Mb等)，多種電壓級別的產(chǎn)品。FM25L256B是32K×8位、具有SPI接口的FRAM。由于SPI總線為四線制，具有SPI接口的FRAM構(gòu)成雙端口RAM時，數(shù)據(jù)線和控制線的切換非常方便，所以使用FRAM成為構(gòu)成大容量雙端口RAM的最佳選擇。

1、LED顯示屏控制系統(tǒng)對串行FRAM的要求

　　首先，對VRS51L3074控制的3個FRAM組成的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與FRAM的連接關(guān)系進(jìn)行分析。圖1(a)為VRS51L3074和3個FRAM組成的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。當(dāng)進(jìn)行顯示數(shù)據(jù)處理時SPI總線為標(biāo)準(zhǔn)連接形式，即所有SPI接口芯片的SI、SO、SCK分別連接在一起；只有片選線分別與 VRS51L3074連接，對每一個存儲器的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行讀寫操作。而數(shù)據(jù)顯示時只需同步給定3個串行存儲器相同的起始地址，然后在SCK脈沖的作用下由串行FRAM存儲器的SO腳送入74HCl64，經(jīng)串并轉(zhuǎn)換后直接輸出到LED顯示屏。由于顯示數(shù)據(jù)直接由74HCl64旁路“DMA”至LED顯示屏，因此作為數(shù)據(jù)顯示控制的VRS51L3074不需要處理串行存儲器的輸出數(shù)據(jù)，也就是說對3個串行存儲器只需要進(jìn)行開環(huán)控制。具體電路框圖如圖1(b)所示。

2、雙端口RAM模塊及LED顯示屏控制系統(tǒng)

　　圖2所示的串行雙端口RAM模塊是根據(jù)圖1中數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)顯示SPI的連接關(guān)系，外加總線開關(guān)74HC245構(gòu)成的。SPI接口的FRAM時鐘信號 SCK和數(shù)據(jù)輸入端SI共用，而由于驅(qū)動LED顯示屏?xí)r3個片選信號要同時有效，數(shù)據(jù)輸出SO端(如圖1(b)所示，分別接3片74HCl64的輸入端) 也需要獨立控制，故需要由74HC245總線開關(guān)實現(xiàn)在端口A、B間切換的控制信號為8個(SI，1個；SCK，1個；CS，3個；SO，3個)，使用2 片8總線數(shù)據(jù)開關(guān)74HC245就足夠了。

     圖3為由2個串行雙端口RAM模塊構(gòu)成的LED顯示屏控制系統(tǒng)。工作時數(shù)據(jù)處理單片機(jī)與數(shù)據(jù)顯示單片機(jī)通過2條控制線進(jìn)行同步工作，其中數(shù)據(jù)處理單片機(jī)為主機(jī)，數(shù)據(jù)顯示單片機(jī)為從機(jī)。在實際應(yīng)用中，可通過增加串行雙端口RAM模塊的數(shù)量，或增加74HCl64的級數(shù)來增加LED顯示屏的高度。LED顯示屏水平方向的長度只與數(shù)據(jù)顯示單片機(jī)以及串行FRAM的SPI時鐘頻率有關(guān)，在SPI時鐘頻率為20
MHz時，水平方向的長度可達(dá)2 048點。在雙向驅(qū)動模式下，LED顯示屏的高度由串行雙端口RAM模塊的數(shù)量確定。水平方向的長度在40 MHz時無灰度可達(dá)4 096點，在8級灰度情況下可達(dá)512點；而垂直方向3片F(xiàn)RAM經(jīng)74HCl64串并轉(zhuǎn)換后的3字節(jié)(共24位)，雙色點數(shù)=24÷2x16=192點，單色點數(shù)=24×16=384點。
   
FM25L256B串行FRAM的讀寫與串行Flash基本一致。最大的特點是寫一個字節(jié)后不需要像串行Flash那樣查詢寫操作是否完成，而是像順序讀操作一樣連續(xù)寫；既不需要先擦除再寫入，也沒有讀寫次數(shù)的限制，完全可像RAM一樣使用。VRS51L3074的SPI接口速度為系統(tǒng)時鐘的1／2，一般51單片機(jī)的SPI接口速度都是系統(tǒng)時鐘的1／4(沒有下載脈沖)，因此VRS51L3074的SPI接口的某些特性在LED顯示屏控制系統(tǒng)中有極為重要的作用。同樣，串行FRAM和VRS51L3074共同構(gòu)成的雙端口RAM控制系統(tǒng)，可利用VRS51L3074的SPI接口非常方便地完成多字節(jié)讀寫。