NAND Flash是采用NAND結構技術的非易失存儲器，具有ROM存儲器的特點，存儲在該芯片中的數據可在斷電情況下維持10年不丟失，而芯片的引腳與訪問又具有類似于RAM的特點。NAND FLASH 存儲器將數據線與地址線復用為8條線，另外還分別提供了命令控制信號線，因此，NAND FLASH 存儲器不會因為存儲容量的增加而增加引腳數目。從而極大方便了系統設計和產品升級。

1 元件介紹

1.1 MSP430芯片

　　MSP430系列單片機是TI公司推出的16位RISC系列單片機，該系列是一組超低功耗微控制器，供電電壓范圍為—。考慮到本系統有微體積、低功耗的要求，在此選用MSP430F149，它具有60KB Flash Memory、2kb RAM、有8個通道采樣率為200K的12位A/D轉換器、硬件乘法器、2個帶有大量捕獲/比較寄存器的16位定時器、看門狗等，為系統的進一步開發擴展提供了良好的基礎，特別適用于較復雜的系統開發。

1.2 NAND Flash

　　NAND結構Flash是Sumsung公司隆重推出并著力開發的新一代數據存儲器件,在此選用芯片K9F1G08U0M，電源電壓２.7V—，與MSP430F149一致，功耗低，容量可達128M×8Bit，按頁進行讀寫，按塊擦除，通過I/O口分時復用作為命令引腳／地址引腳／數據引腳。有很高的可靠性。

2 硬件設計

　　本系統中，K9F1G08U0M的數據輸入輸出口與單片機的P6端口相連。片選信號與單片機的P2.4相連， CLE（命令鎖存控制端）、ALE（地址鎖存控制端）、WE（寫操作控制端）、RE（讀操作控制端）分別通過控制單片機P3.3、P2.3、P2.6、P2.5引腳的電平，決定對FLASH

　　進行控制字操作、地址操作、寫操作還是讀操作。在此不使用寫保護功能，所以WP接高電平。FLASH與單片機的部分連接組成電路如圖1所示。

圖1  MSP430F149與K9F1G08U0M的連接

3 軟件設計

　　MSP430的開發軟件較多，本文采用IAR公司的集成開發環境—IAR Embedded workbench 嵌入式工作臺，利用C430（MSP430系列的C語言）編寫調試。單片機對FLASH的操作主要有寫、讀、擦除。

3.1 寫操作

　　向FLASH內部寫數據是基于頁的，K9F1G08U0M的命令字、地址和數據都是通過并行口線I/O0—I/O7在控制信號的作用下分時操作。地址A0—A10，A11—A26通過I/O0—I/O7分4次送入。同時K9F1G08U0M芯片提供了一根狀態指示信號線 ，當該信號為低電平時，表示FLASH可能正處于擦除、編程或讀操作的忙狀態；而當其為高電平時，則表示為準備好狀態，此時可以對芯片進行各種操作。本系統須寫入126M數據寫操作流程圖如圖2。

3.2 讀操作

　　讀操作有串行頁讀、連續行讀、隨機讀3種類型。在此選用串行頁讀取。首先將讀操作控制字00h輸入，再寫入地址，寫入控制字30h，待 信號變高后，將本頁數據依次讀出。隨后再改變頁地址讀出其它頁內數據。操作流程圖如圖3。

圖2 寫操作流程圖          

圖3  讀FLASH數據程序流程圖

3.3 擦除操作

　　任何FLASH器件的寫入操作都必須在空的或已擦除的單元內進行，因此在進行下一次存儲數據之前都必須對FLASH進行擦除操作。

　　擦除操作基于塊，K9F1G08U0M內有1024塊，塊地址的輸入需要兩個周期，塊操作的地址只有A18—A27有效，A12—A17備忽略。在地址后被送入的塊擦除命令（D0h）啟動塊擦除操作，待 信號變高后，送入命令字70h，讀出I/O0的值來判斷數據擦除是否成功。圖4為塊擦除流程圖。

圖4  擦除FLASH程序流程圖

4 程序設計

        在此給出寫操作部分程序，讀操作和擦除操作均可參考文中流程圖來編程，值得注意的是其它具體寫地址操作應仔細閱讀

K9F1G08U0M芯片資料。

#include

#define   CLE   BIT3  

#define   ALE   BIT3

#define   WE    BIT6

#define   CE    BIT4

#define   RE    BIT5

#define   RB    BIT7

void  ReadFlash();   //讀FLASH子程序

void  WriteFlash();   //寫FLASH子程序

void  inituart(void); //初始化異步串行通信

void  Write10h();  //寫控制字10h子程序

void  WriteCommand(); //寫命令字寫地址

void  ClrFlash();    //擦除FLASH子程序

unsigned   int  k,i,a

void  main ()

{

  WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;

  BCSCTL1 &= ~XT2OFF;

do

  {

   IFG1 &= ~OFIFG;

   for (iq0=0x05; iq0>0; iq0--);

    }   //檢驗晶振是否起振

while ((IFG1 & OFIFG)!= 0);

  BCSCTL2 = SELM_2 + SELS + DIVS0;

//SMCLK選擇2分頻后的4M

While(k<0xFC00) //頁數<64512時執行

 {

WriteCommand(); //調用寫控制字寫地址子程序

While(i<2048)   //字節數<2048時執行循環

{

 WriteFlash();  //調用寫數據子程序,

32個字節

 i=i+32;      //字節數+32

}

i=0;      //一頁寫完后,字節數置0

Write10h();  //調用寫10h子程序

while(!(P2IN & RB));  //等待RB信號變高

k++;      //頁數+1

} 

k=0;      //頁數置0

LPM4;    //全部寫完后，MSP430進入低功耗模式4

  5 結束語

        MSP430系列單片機具有實時處理能力強、運行速度快、性價比高等特點。本文介紹了FLASH K9F1G08U0M在由MSP430F149組成的嵌入式系統中的應用，實驗表明： 整個系統簡單可靠、功能完善、運行穩定，具有實用價值。本文作者創新點：實現了MSP430單片機和NAND Flash兩種低功耗芯片在嵌入式系統中的應用，完成了對FLASH的寫操作、讀操作及擦除操作，達到了系統的微體積和低功耗特性。