SPI NOR FLASH烧录器「第二届立创商城电子制作节二等奖作品」

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【本作品为第二届立创商城电子制作节二等奖作品，作者立创社区ID：TonyWong；转载请注明出处，未经允许不得用作商业用途。作品原链接：http://club.szlcsc.com/article/details_4992_1.html】

一、作品简介

1.作品外观

PCBA 正面：

PCBA 反面：

PC机母片制作操作界面：

TFT屏显示的图片在PC机上的预处理程序界面：

2.设计背景

串行Flash是用串行接口进行连续数据存取的小尺寸，低功耗的flash memory. 串行flash比并行flash用更少的线从系统中传送数据。对于引脚数目少的串行flash来讲它的优势是减少了系统板的空间，功耗和成本。在一些应用中，程序数据需要预先保存，数据的写入则成为制约生产效率的巨大瓶颈。本烧录器则使用STM32F103R8T6加上少许外围元件，则可轻松实现对8片甚至16片SPI型FLASH同时烧写，烧写速度基本达到SPI FLASH的最大值

3.作品亮点

本产品使用了1.54寸的240*240分辨率的IPS屏，显示细腻操作方便

1.54寸 240*240 IPS彩屏的驱动电路，可显示200余张BMP图片，刷新速度<20ms

二、系统构架图

作品的组成构架，即方案图：

三、硬件部分的描述

1.原理图

显示板原理图、主控板原理图请访问原帖下载。

显示部分

STM32F030C8T6 的SPI速度为18MHz，将显示的图片(最大240*240像素)用24位BMP格式存储到SPI FLASH文件中。存储芯片设置成4输出，两片并联为8位，显示屏采用8位8080接口，MCU 8位IO口，FLASH 8位IO口与显示屏IO数据口直接连接，通过片选及时钟信号控制实现FLASH数据直接到彩屏的传输，在传输过程中，MCU的SPI仅使用SCLK信号线提供时序。

1. 从SPI flash中读取图片信息：显示位置，图片大小---显示驱动芯片ST7789时钟信号禁止

2. 根据读取的信息配置彩屏驱动芯片ST7789 ---FLASH的时钟信号禁止

3.模拟SPI传送部分数据 --- 时钟信号 同时控制FLASH与ST7789

4.启动SPI DMA传输其余整块数据 时钟信号 同时控制FLASH与ST7789

5.传输完成，关闭DMA，进行其他控制信号处理

主控板部分：

上位机母片制作:

与PC机通讯，采用了USB转串口模块，主芯片为PL2303，波特率工作在3Mbps。采用的也是DMA控制方式，每次传输16384字节数据。主控芯片接收到的数据先保存在内部RAM中，然后再写入内部FLASH(或者外部FLASH)，保存完成后，回传确认信息，然后在传送下一个数据块。

芯片烧录过程:

1.先配置母片数据地址信息；

2.配置子片数据地址信息(N片FLASH同时配置)；

3.启动DMA传输256字节数据；

4.一页数据传输完成后，跳转置2继续传输下一页数据，直至数据烧写完成；

5.配置母片数据地址；

6.配置子片数据地址；

7.SPI的SCLK同时控制母片与N片子片，数据到达器件74LVC86，将二者数据进行比较，如不同，则引发中断。

所有器件均使用高速芯片，延时为ns级别，STM32F103的SPI速度为18MHz，约为55ns，TM32F103的外部IO中断响应脉宽最小值为10ns，T/2 = 55/2 > 10ns,所以只要有数据不一致，74LVC86与STM32F103均能检测到并能响应中断。

PCB正面图：

PCB反面图：

LCD显示部分PCB文档、PCB文档请访问原帖下载。

四、材料清单（BOM列表）

关键器件：

STM32F103R8，74LVC1G32，74LVC1G00，74LVC373，74LVC86

五、软件部分的描述（选填）

软件工作流程图：

显示部分图片驱动函数代码：

母片烧录到子片程序代码片段请访问原帖下载。

六、总结

在产品功能设计到功能的具体实现，是有极大的挑战的，首先是显示部分，为了实现240*240*3位的分辨率，整幅20ms以内的刷新速度，经过了大量的测试与修改。8片芯片的同时烧录与快速校验的实现，需要有对芯片功能全面掌握以及对逻辑器件的巧妙运用。接下来，在现有产品的基础上，增加电平变换，实现会对低压NOR FLASH芯片的支持(1.2V - 1.8V)。

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