51单片机外接Flash存储器应用详解

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51单片机外接Flash存储器应用详解

一、外接Flash存储器的必要性

51单片机内部存储资源有限（通常仅有几KB的Flash和RAM），在需要存储大量数据（如日志记录、固件备份、多媒体数据）时，需扩展外部Flash存储器。常见应用场景：

• 数据采集系统：存储传感器历史数据。
• 固件升级：存储备用固件，支持IAP（在应用编程）。
• 配置文件存储：保存设备参数（如Wi-Fi密码、校准值）。

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二、常见Flash芯片选型

型号	容量	接口	特点
W25Q80BV	8Mbit	SPI	低成本，常用基础款
W25Q64	64Mbit	SPI	大容量，适合复杂数据存储
SST25VF016B	16Mbit	SPI	高速读写，兼容性好
AT45DB041E	4Mbit	SPI	支持页擦除，灵活操作

推荐型号：W25Q系列（SPI接口，性价比高，资料丰富）。

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三、硬件连接设计

以**W25Q64（SPI接口）**为例，连接51单片机：

1. 引脚定义

• SCK（串行时钟） → 单片机P1.5（模拟SPI时钟）
• MOSI（主机输出） → 单片机P1.6
• MISO（主机输入） → 单片机P1.7
• CS（片选） → 单片机P1.4
• VCC/GND → 3.3V或5V（注意Flash芯片电压兼容性）

2. 电平匹配

若单片机为5V系统，Flash为3.3V：

• 分压电阻：MOSI、SCK串联330Ω电阻。
• 电平转换芯片：使用TXB0104等双向电平转换器。

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四、软件驱动开发

1. SPI模拟时序

51单片机若无硬件SPI，需用GPIO模拟：

sbit SCK = P1^5;
sbit MOSI = P1^6;
sbit MISO = P1^7;
sbit CS = P1^4;

// SPI写一字节
void SPI_WriteByte(unsigned char dat) {
   
   
    unsigned char i;
    for (i = 0; i < 8; i++) {
   
   
        MOSI = (dat & 0x80) ? 1 : 0;  // 高位先发
        SCK = 1;
        dat <<= 1;
        SCK = 0;
    }
}

// SPI读一字节
unsigned char SPI_ReadByte() {
   
   
    unsigned char i, dat = 0;
    for (i = 0; i