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STC单片机内部EEPROM的应用

发布时间:2020-09-02 发布时间:
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单片机运行时的数据都存在于RAM(随机存储器)中,在掉电后RAM中的数据是无法保留的,那么怎样使数据在掉电后不丢失呢?这就需要使用EEPROM或FLASHROM等存储器来实现。在传统的单片机系统中,一般是在片外扩展存储器,单片机与存储器之间通过IIC或SPI等接口来进行数据通信。这样不光会增加开发成本,同时在程序开发上也要花更多的心思。在STC单片机中内置了EEPROM(其实是采用IAP技术读写内部FLASH来实现EEPROM),这样就节省了片外资源,使用起来也更加方便。下面就详细介绍STC单片机内置EEPROM及其使用方法。

STC各型号单片机内置的EEPROM的容量各有不同,见下表:

单片机芯片型号

起始地址

内置EEPROM容量(每扇区512字节)

STC89C51RC,STC89LE51RC

0x2000

共八个扇区

STC89C52RC,STC89LE52RC

0x2000

共八个扇区

STC89C54RD+,STC89LE54RD+

0x8000

共五十八个扇区

STC89C55RD+,STC89LE55RD+

0x8000

共五十八个扇区

STC89C58RD+,STC89LE58RD+

0x8000

共五十八个扇区

内部EEPROM可以擦写100000次以上)

上面提到了IAP,它的意思是“在应用编程”,即在程序运行时程序存储器可由程序自身进行擦写。正是是因为有了IAP,从而可以使单片机可以将数据写入到程序存储器中,使得数据如同烧入的程序一样,掉电不丢失。当然写入数据的区域与程序存储区要分开来,以使程序不会遭到破坏。

要使用IAP功能,与以下几个特殊功能寄存器相关:

寄存器标识

地址

名称

7

6

5

4

3

2

1

0

初始值

ISP_DATA

0xE2

ISP/IAP闪存数据寄存器

11111111

ISP_ADDRH

0xE3

ISP/IAP闪存地址高位

00000000

ISP_ADDRL

0xE4

ISP/IAP闪存地址低位

00000000

ISP_CMD

0xE5

ISP/IAP闪存命令寄存器

-

-

-

-

-

MS2

MS1

MS0

xxxxx000

ISP_TRIG

0xE6

ISP/IAP闪存命令触发

xxxxxxxx

ISP_CONTR

0xE7

ISP/IAP控制寄存器

ISPEN

SWBS

SWRST

-

-

WT2

WT1

WT0

00xx000

ISP_DATA: ISP/IAP操作时的数据寄存器。

ISP/IAP从Flash读出的数据放在此处,向Flash写的数据也需放在此处

ISP_ADDRH:ISP/IAP操作时的地址寄存器高八位。

ISP_ADDRL:ISP/IAP操作时的地址寄存器低八位。

ISP_CMD: ISP/IAP操作时的命令模式寄存器,须命令触发寄存器触发方可生效。

B7

B6

B5

B4

B3

B2

B1

B0

命令/操作模式选择

保留

命令选择

0

0

0

待机模式,无ISP/IAP操作

0

0

1

对用户的应用程序Flash区及数据Flash区字节读

0

1

0

对用户的应用程序Flash区及数据Flash区字节编程

0

1

1

对用户的应用程序Flash区及数据Flash区扇区擦除

ISP_TRIG:ISP/IAP操作时的命令触发寄存器。

当ISPEN(ISP_CONTR.7)=1时,对ISP_TRIG先写入0x46,再写入0xb9,ISP/IAP命令才会生效。

ISP_CONTR:ISP/IAP控制寄存器。

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

ISPEN

SWBS

SWRST

WT2

WT1

WT0

ISPEN:ISP/IAP功能允许位。0:禁止ISP/IAP编程改变Flash,1:允许编程改变Flash

SWBS:软件选择从用户主程序区启动(0),还是从ISP程序区启动(1)。

SWRST:0:不操作,1:产生软件系统复位,硬件自动清零。

ISP_CONTR中的SWBS与SWRST这两个功能位,可以实现单片机的软件启动,并启动到ISP区或用户程序区,这在“STC单片机自动下载”一节,亦有所应用。

如:

ISP_CONTR=0x60; 则可以实现从用户应用程序区软件复位到ISP程序区开始运行程序。

ISP_CONTR=0x20; 则可以实现从ISP程序区软件复位到用户应用程序区开始运行程序。

用IAP向Flash中读写数据,是需要一定的读写时间的,读写数据命令发出后,要等待一段时间才可以读写成功。这个等待时间就是由WT2、WT1、WT0与晶体振荡器频率决定的。

设置等待时间

CPU等待时间(机器周期)

WT2

WT1

WT0

读取

编程

扇区擦除

建议的系统时钟

0

1

1

6

30

5471

5MHz

0

1

0

11

60

10942

10MHz

0

0

1

22

120

21885

20MHz

0

0

0

43

240

43769

40MHz

(以上的建议时钟是(WT2、WT1、WT0)取不同的值时的标称时钟,用户系统中的时钟不要过高,否则可能使操作不稳定。)

以下是具体的实现代码:

EEPROM操作函数:

#define RdCommand 0x01

#define PrgCommand 0x02

#define EraseCommand 0x03

#define Error 1

#define Ok 0

#define WaitTime 0x01

#define PerSector 512

unsignedchar xdata Ttotal[512];

/*

---------------------------------------------------------------------

打开 ISP,IAP功能

---------------------------------------------------------------------

*/

voidISP_IAP_enable(void)

{

EA=0;/*关中断*/

ISP_CONTR|=0x18;/*0001,1000*/

ISP_CONTR|=WaitTime;/*写入硬件延时*/

ISP_CONTR|=0x80;/*ISPEN=1*/

}

/*

---------------------------------------------------------------------

关闭 ISP,IAP功能

---------------------------------------------------------------------

*/

voidISP_IAP_disable(void)

{

ISP_CONTR&=0x7f;/* ISPEN = 0 */

ISP_TRIG=0x00;

EA=1;/*开中断 */

}

/*

----------------------------------------------------------------------

公用的触发代码

----------------------------------------------------------------------

*/

voidISPgoon(void)

{

ISP_IAP_enable();/*打开 ISP,IAP功能 */

ISP_TRIG=0x46;/*触发ISP_IAP命令字节1 */

ISP_TRIG=0xb9;/*触发ISP_IAP命令字节2 */

_nop_();

}

/*

-----------------------------------------------------------------------

字节读

-----------------------------------------------------------------------

*/

unsignedchar byte_read(unsigned int byte_addr)

{

ISP_ADDRH=(unsigned char)(byte_addr>>8); /*地址赋值*/

ISP_ADDRL=(unsigned char)(byte_addr&0x00ff);

ISP_CMD&=0xf8; /*清除低3位 */

ISP_CMD|=RdCommand;/*写入读命令*/

ISPgoon();/*触发执行*/

ISP_IAP_disable();/*关闭ISP,IAP功能*/

return ISP_DATA;/*返回读到的数据*/

}

/*

------------------------------------------------------------------------

扇区擦除

------------------------------------------------------------------------

*/

voidsectorerase(unsigned int sector_addr)

{

unsigned int iSectorAddr;

iSectorAddr=(sector_addr&0xfe00);/*取扇区地址*/

ISP_ADDRH=(unsigned char)(iSectorAddr>>8);

ISP_ADDRL=0x00;

ISP_CMD&=0xf8;/*清空低3位*/

ISP_CMD|=EraseCommand;/*擦除命令3*/

ISPgoon();/*触发执行 */

ISP_IAP_disable();/*关闭ISP,IAP功能*/

}

/*

-------------------------------------------------------------------------------------

字节写

-------------------------------------------------------------------------------------

*/

voidbyte_write(unsigned int byte_addr, unsigned char original_data)

{

ISP_ADDRH=(unsigned char)(byte_addr>>8); /*取地址*/

ISP_ADDRL=(unsigned char)(byte_addr & 0x00ff);

ISP_CMD&=0xf8;/*清低3位*/

ISP_CMD|=PrgCommand;/*写命令2*/

ISP_DATA=original_data;/*写入数据准备*/

ISPgoon();/*触发执行*/

ISP_IAP_disable();/*关闭IAP功能*/

}

/*

-----------------------------------------------------------------

字节写并校验

-----------------------------------------------------------------

*/

unsignedchar byte_write_verify(unsigned int byte_addr, unsigned char original_data)

{

ISP_ADDRH=(unsigned char)(byte_addr>>8); /*取地址*/

ISP_ADDRL=(unsigned char)(byte_addr&0xff);

ISP_CMD&=0xf8;/*清低3位*/

ISP_CMD|=PrgCommand;/*写命令2*/

ISP_DATA=original_data;

ISPgoon();/*触发执行*/

/*开始读,没有在此重复给地址,地址不会被自动改变*/

ISP_DATA=0x00;/*清数据传递寄存器*/

ISP_CMD&=0xf8;/*清低3位*/

ISP_CMD|=RdCommand;/*读命令1*/

ISP_TRIG=0x46;/*触发ISP_IAP命令字节1 */

ISP_TRIG=0xb9;/*触发ISP_IAP命令字节2 */

_nop_();/*延时*/

ISP_IAP_disable();/*关闭IAP功能*/

if(ISP_DATA==original_data)/*读写数据校验*/

return Ok;/*返回校验结果*/

else

return Error;

}

/*

--------------------------------------------------------------------------

数组写入

--------------------------------------------------------------------------

*/

unsignedchar arraywrite(unsigned int begin_addr, unsigned int len, unsigned char *array)

{

unsigned int i;

unsigned int in_addr;

/*判是否是有效范围,此函数不允许跨扇区操作 */

if(len > PerSector)

return Error;

in_addr = begin_addr & 0x01ff;/*扇区内偏移量 */

if((in_addr+len)>PerSector)

return Error;

in_addr = begin_addr;

/*逐个写入并校对 */

ISP_IAP_enable();/*打开IAP功能 */

for(i=0;i

{

/*写一个字节 */

ISP_ADDRH=(unsigned char)(in_addr >> 8);

ISP_ADDRL=(unsigned char)(in_addr & 0x00ff);

ISP_DATA=array[i]; /*取数据 */

ISP_CMD&=0xf8;/*清低3位 */

ISP_CMD|=PrgCommand;/*写命令2 */

ISP_TRIG=0x46;/*触发ISP_IAP命令字节1 */

ISP_TRIG=0xb9;/*触发ISP_IAP命令字节2 */

_nop_();

/*读回来 */

ISP_DATA=0x00;

ISP_CMD&=0xf8;/*清低3位*/

ISP_CMD|=RdCommand;/*读命令1*/

ISP_TRIG=0x46;/*触发ISP_IAP命令字节1 */

ISP_TRIG=0xb9;/*触发ISP_IAP命令字节2 */

_nop_();

/*比较对错 */

if(ISP_DATA!=array[i])

{

ISP_IAP_disable();

return Error;

}

in_addr++;/*指向下一个字节*/

}

ISP_IAP_disable();

return Ok;

}

/*

-----------------------------------------------------------------------------

扇区读出

-----------------------------------------------------------------------------

*/

/*程序对地址没有作有效性判断,请调用前事先保证他在规定范围内 */

voidarrayread(unsigned int begin_addr, unsigned char len)

{

unsigned int iSectorAddr;

unsigned int i;

iSectorAddr = begin_addr; // & 0xfe00; /*取扇区地址*/

ISP_IAP_enable();

for(i=0;i

{

ISP_ADDRH=(unsigned char)(iSectorAddr>>8);

ISP_ADDRL=(unsigned char)(iSectorAddr & 0x00ff);

ISP_CMD&=0xf8;/*清低3位*/

ISP_CMD|=RdCommand;/*读命令1*/

ISP_DATA=0;

ISP_TRIG=0x46;/*触发ISP_IAP命令字节1 */

ISP_TRIG=0xb9;/*触发ISP_IAP命令字节2 */

_nop_();

Ttotal[i]=ISP_DATA;

iSectorAddr++;

}

ISP_IAP_disable();/*关闭IAP功能*/

}

主函数对EEPROM操作函数进行调用:

#include c51rd.h>

#include

#include

#include

inti;

voiddelay(unsigned int time)

{

while(time--);

}

voidmain()

{

_ADOS(22.1184);

//ADOS自动下载

//for(i=0;i<100;i++)

//{

//Ttotal[i]=i;

//}

//arraywrite(0x8000,100,Ttotal);

/*

第一次运行时向EEPROM中写入数据

然后再将写入函数注释掉,将先前写

入的数据读出,输出在P2口上。

*/

arrayread(0x8000,100);

for(i=0;i<100;i++)

{

P2=~Ttotal[i];

delay(10000);

}

while(1);

}



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