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          AVR單片機(jī)EEPROM的操作

          作者: 時間:2016-11-13 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          本程序簡單的示范了如何使用ATMEGA16的EERPOM

          EEPROM的簡介
          EEPROM的寫操作
          EEPROM的讀操作

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201611/316520.htm

          出于簡化程序考慮,各種數(shù)據(jù)沒有對外輸出,學(xué)習(xí)時建議使用JTAG ICE硬件仿真器
          在打開調(diào)試文件到JTAG后,
          打開Debug -> JTAG ICE Options菜單,
          然后在JTAG ICE Properties中點擊Dbug頁面,將preserve eeprom選項選中。
          在每次仿真調(diào)試時候,就保護(hù)EEPROM內(nèi)容了。
          否則,會按照默認(rèn)設(shè)置擦除EEPROM的內(nèi)容。

          由于定義了EEPROM變量,JTAG調(diào)試時會詢問是否初始化EEPROM,請選擇[否]

          EEPROM的數(shù)據(jù)也可以在view->memory,選Eeprom窗口下察看
          */

          #include <avr/io.h>
          #include
          ////時鐘定為內(nèi)部1MHz,F_CPU=1000000時鐘頻率對程序的運(yùn)行沒什么影響
          /*
          GCCAVR(avr-libc)里面自帶了EEPROM的讀寫函數(shù)。
          下面列舉部分常用函數(shù)(原型)

          #define eeprom_is_ready() bit_is_clear(EECR, EEWE)
          檢測EEPROM是否準(zhǔn)備好。OK返回1(返回EEWE位)

          #define eeprom_busy_wait() do {} while (!eeprom_is_ready())
          等待EEPROM操作完成

          extern uint8_t eeprom_read_byte (const uint8_t *addr);
          讀取指定地址的一個字節(jié)8bit的EEPROM數(shù)據(jù)

          extern uint16_t eeprom_read_word (const uint16_t *addr);
          讀取指定地址的一個字16bit的EEPROM數(shù)據(jù)

          extern void eeprom_read_block (void *buf, const void *addr, size_t n);
          讀取由指定地址開始的指定長度的EEPROM數(shù)據(jù)

          extern void eeprom_write_byte (uint8_t *addr, uint8_t val);
          向指定地址寫入一個字節(jié)8bit的EEPROM數(shù)據(jù)

          extern void eeprom_write_word (uint16_t *addr, uint16_t val);
          向指定地址寫入一個字16bit的EEPROM數(shù)據(jù)

          extern void eeprom_write_block (const void *buf, void *addr, size_t n);
          由指定地址開始寫入指定長度的EEPROM數(shù)據(jù)

          但不支持部分AVR,原文如下:
          note This library will e not work with the following devices since these
          devices have the EEPROM IO ports at different locations:

          - AT90CAN128
          - ATmega48
          - ATmega88
          - ATmega165
          - ATmega168
          - ATmega169
          - ATmega325
          - ATmega3250
          - ATmega645
          - ATmega6450
          */

          /*
          在程序中對EEPROM操作有兩種方式
          方式一:直接指定EERPOM地址
          即讀寫函數(shù)的地址有自己指定,用于需要特定數(shù)據(jù)排列格式的應(yīng)用中
          方式二:先定義EEPROM區(qū)變量法
          在這種方式下變量在EEPROM存儲器內(nèi)的具體地址由編譯器自動分配。
          相對方式一,數(shù)據(jù)在EEPROM中的具體位置是不透明的。
          為EEPROM變量賦的初始值,編譯時被分配到.eeprom段中,
          可用avr-objcopy工具從.elf文件中提取并產(chǎn)生ihex或binary等格式的文件,
          從而可以使用編程器或下載線將其寫入到器件的EEPROM中。
          實際上WINAVR中MFILE生成的MAKEFILE已經(jīng)為我們做了這一切。
          它會自動生成以 “.eep” 為后綴的文件,通常它是iHex格式
          (這次測試發(fā)現(xiàn) 分配地址是從0x0000開始的,故增加了一個EEPROM變量Evalvoid[16])

          如果同時使用方式1和2,請注意防止地址重疊,自己指定的地址應(yīng)該選在后面。
          */

          //全局變量
          unsigned charEDATA;

          unsigned char ORGDATA[16]={0x00,0x02,0x04,0x06,0x08,0x0A,0x0C,0x0E,
          0x01,0x03,0x05,0x07,0x09,0x0B,0x0D,0x0F};//原始數(shù)據(jù)

          unsigned char CMPDATA[16];//比較數(shù)據(jù)

          //仿真時在watch窗口,監(jiān)控這些全局變量。

          //EEPROM變量定義
          unsigned char Evalvoid[16] __attribute__((section(".eeprom"))); //這個沒用到
          unsigned char Eval[16] __attribute__((section(".eeprom")));

          int main(void)
          {
          eeprom_write_byte (0x40,0xA5);//向EEPROM的0x40地址寫入數(shù)據(jù)0xA5
          EDATA=eeprom_read_byte (0x40);//讀出,然后看看數(shù)據(jù)對不對?
          //上面兩句編譯是有如下警告,但不必理會
          //EEPROM_main.c:103: warning: passing arg 1 of `eeprom_write_byte makes pointer from integer without a cast
          //EEPROM_main.c:104: warning: passing arg 1 of `eeprom_read_byte makes pointer from integer without a cast

          eeprom_write_block (&ORGDATA[0], &Eval[0], 16);//塊寫入
          //看看EEPROM數(shù)據(jù)是否是能失電永久保存,可以注釋上面這句程序(不寫入,只是讀出),然后編譯,燒寫,斷電(一段時間),上電,調(diào)試。
          eeprom_read_block (&CMPDATA[0],&Eval[0], 16); //塊讀出,然后看看數(shù)據(jù)對不對?

          while (1);
          }

          /*
          ATmega16包含512字節(jié)的EEPROM數(shù)據(jù)存儲器。
          它是作為一個獨立的數(shù)據(jù)空間而存在的,可以按字節(jié)讀寫。
          EEPROM的壽命至少為100,000次擦除周期。
          EEPROM的訪問由地址寄存器EEAR、數(shù)據(jù)寄存器EEDR和控制寄存器EECR決定。
          也可以通過ISP和JTAG及并行電纜來固化EEPROM數(shù)據(jù)

          EEPROM數(shù)據(jù)的讀取:
          當(dāng)EEPROM地址設(shè)置好之后,需置位EERE以便將數(shù)據(jù)讀入EEDR。
          EEPROM數(shù)據(jù)的讀取需要一條指令,且無需等待。
          讀取EEPROM后CPU要停止4個時鐘周期才可以執(zhí)行下一條指令。
          注意:用戶在讀取EEPROM時應(yīng)該檢測EEWE。如果一個寫操作正在進(jìn)行,就無法讀取EEPROM,也無法改變寄存器EEAR。

          EEPROM數(shù)據(jù)的寫入:
          1 EEPROM的寫訪問時間(自定時時間,編程時間)
          自定時功能可以讓用戶軟件監(jiān)測何時可以開始寫下一字節(jié)。(可以采用中斷方式)
          經(jīng)過校準(zhǔn)的1MHz片內(nèi)振蕩器用于EEPROM定時,不倚賴CKSEL熔絲位的設(shè)置。
          改變OSCCAL寄存器的值會影響內(nèi)部RC振蕩器的頻率因而影響寫EEPROM的時間。
          EEPROM自定時時間約為8.5 ms即1MHz片內(nèi)振蕩器的8448個周期
          注意:這個時間是硬件定時的,數(shù)值比較保險,其實真正的寫入時間根本就用不了8.5mS那么長,而且跟電壓有關(guān),但芯片沒有提供其他的檢測編程完成的方法
          這個問題表現(xiàn)在舊版的AT90S系列上面,由于沒有自定時,數(shù)值定得太短,ATMEL給人投訴到頭都爆,呵呵!
          參考:《用ATmega8535替換AT90S8535》文檔里面的
          寫EEPROM定時的改進(jìn)
          在AT90S8535中寫EEPROM的時間取決于供電電壓,通常為2.5ms@VCC=5V,4ms@VCC=2.7V。
          ATmega8535中寫EEPROM的時間為8448個校準(zhǔn)過的RC振蕩器周期(與系統(tǒng)時鐘的時鐘源和頻率無關(guān))。
          假定校準(zhǔn)過的RC振蕩器為1.0MHz,則寫時間的典型值為8.4ms,與VCC無關(guān)。

          2為了防止無意識的EEPROM寫操作,需要執(zhí)行一個特定的寫時序
          (如果使用編譯器的自帶函數(shù),無須自己操心)
          寫時序如下(第3步和第4步的次序并不重要):
          1.等待EEWE位變?yōu)榱?br />2.等待SPMCSR中的SPMEN位變?yōu)榱?br />3.將新的EEPROM地址寫入EEAR(可選)
          4.將新的EEPROM數(shù)據(jù)寫入EEDR(可選)
          5.對EECR寄存器的EEMWE寫"1",同時清零EEWE
          6.在置位EEMWE的4個周期內(nèi),置位EEWE
          經(jīng)過寫訪問時間之后,EEWE硬件清零。
          用戶可以憑借這一位判斷寫時序是否已經(jīng)完成。
          EEWE置位后,CPU要停止兩個時鐘周期才會運(yùn)行下一條指令。


          注意:
          1:在CPU寫Flash存儲器的時候不能對EEPROM進(jìn)行編程。
          在啟動EEPROM寫操作之前軟件必須檢查Flash寫操作是否已經(jīng)完成
          步驟(2)僅在軟件包含引導(dǎo)程序并允許CPU對Flash進(jìn)行編程時才有用。
          如果CPU永遠(yuǎn)都不會寫Flash,步驟(2)可省略。

          2:如果在步驟5和6之間發(fā)生了中斷,寫操作將失敗。
          因為此時EEPROM寫使能操作將超時。
          如果一個操作EEPROM的中斷打斷了另一個EEPROM操作,EEAR或EEDR寄存器可能被修改,引起EEPROM操作失敗。
          建議此時關(guān)閉全局中斷標(biāo)志I。
          經(jīng)過寫訪問時間之后,EEWE硬件清零。用戶可以憑借這一位判斷寫時序是否已經(jīng)完成。
          EEWE置位后,CPU要停止兩個時鐘周期才會運(yùn)行下一條指令。

          在掉電休眠模式下的EEPROM寫操作
          若程序執(zhí)行掉電指令時EEPROM的寫操作正在進(jìn)行,EEPROM的寫操作將繼續(xù),并在指定的寫訪問時間之前完成。
          但寫操作結(jié)束后,振蕩器還將繼續(xù)運(yùn)行,單片機(jī)并非處于完全的掉電模式。因此在執(zhí)行掉電指令之前應(yīng)結(jié)束EEPROM的寫操作。

          防止EEPROM數(shù)據(jù)丟失
          電源電壓過低,CPU和EEPROM有可能工作不正常,造成EEPROM數(shù)據(jù)的毀壞(丟失)。
          **這種情況在使用獨立的EEPROM器件時也會遇到。因而需要使用相同的保護(hù)方案。
          由于電壓過低造成EEPROM數(shù)據(jù)損壞有兩種可能:
          一是電壓低于EEPROM寫操作所需要的最低電壓;
          二是CPU本身已經(jīng)無法正常工作。
          EEPROM數(shù)據(jù)損壞的問題可以通過以下方法解決:
          當(dāng)電壓過低時保持AVR RESET信號為低。
          這可以通過使能芯片的掉電檢測電路BOD來實現(xiàn)。如果BOD電平無法滿足要求則可以使用外部復(fù)位電路。
          若寫操作過程當(dāng)中發(fā)生了復(fù)位,只要電壓足夠高,寫操作仍將正常結(jié)束。
          (EEPROM在2V低壓下也能進(jìn)行寫操作---有可以工作到1.8V的AVR芯片)

          掉電檢測BOD的誤解
          AVR自帶的BOD(Brown-out Detection)電路,作用是在電壓過低(低于設(shè)定值)時產(chǎn)生復(fù)位信號,防止CPU意外動作.
          對EEPROM的保護(hù)作用是當(dāng)電壓過低時保持RESET信號為低,防止CPU意外動作,錯誤修改了EEPROM的內(nèi)容

          而我們所理解的掉電檢測功能是指 具有預(yù)測功能的可以進(jìn)行軟件處理的功能。
          例如,用戶想在電源掉電時把SRAM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到EEPROM,可行的方法是
          外接一個在4.5V翻轉(zhuǎn)的電壓比較器(VCC=5.0V,BOD=2.7V),輸出接到外部中斷引腳(或其他中斷)
          一但電壓低于4.5V,馬上觸發(fā)中斷,在中斷服務(wù)程序中把數(shù)據(jù)寫到EEPROM中保護(hù)起來
          注意:寫一個字節(jié)的EEPROM時間長達(dá)8mS,所以不能寫入太多數(shù)據(jù),電源濾波電容也要選大一些


          關(guān)鍵詞: AVR單片機(jī)EEPRO

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