STC單片機(jī)片內(nèi)大容量EEPROM的一種巧妙應(yīng)用

1、STC單片機(jī)片內(nèi)大容量EEPROM的一種巧妙應(yīng)用作者：?jiǎn)纹瑱C(jī)與    文章來(lái)源：?jiǎn)纹瑱C(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用    點(diǎn)擊數(shù)： 98    更新時(shí)間：2009-9-4保定萊特整流器制造有限公司 張志忠華北電力大學(xué) 侯紀(jì)勇秦皇島首鋼板材有限公司 崔娜引  言MCS-51單片機(jī)是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的一種單片機(jī)型。全球各單片機(jī)生產(chǎn)廠商在MCS-51內(nèi)核基礎(chǔ)上，派生了大量的51內(nèi)核系列單片機(jī)，極大地豐富了MCS-51的種群。其中STC公司推出了STC89系列單片機(jī)，增加了大量新功能

2、，提高了51的性能，是MCS-51家族中的佼佼者。早期的單片機(jī)控制系統(tǒng)，采用單片機(jī)加片外EEPROM配合，來(lái)存儲(chǔ)一些需要預(yù)置的重要參數(shù)，并在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。由于單片機(jī)控制的整流器要求實(shí)時(shí)性很強(qiáng)，而早期EEPROM的寫(xiě)周期在10 ms左右，因此運(yùn)行參數(shù)的預(yù)置是在整流器待機(jī)的情況下進(jìn)行的。而很多情況下需要在運(yùn)行的同時(shí)記錄數(shù)據(jù)，如用單片機(jī)控制的12脈波汽車(chē)電泳整流器要求在運(yùn)行的同時(shí)實(shí)時(shí)記錄重要數(shù)據(jù)，而且在掉電時(shí)不丟失。由于在12脈波整流器中運(yùn)行的單片機(jī)程序，其周期必須小于167 ms(交流電網(wǎng)的1個(gè)周期是20 ms，除以12就是l_67 ms)，這就要求實(shí)時(shí)記錄的時(shí)間在1ms以下甚至更短(考慮到程

3、序的執(zhí)行時(shí)間)。經(jīng)查閱資料發(fā)現(xiàn)，目前很多EEPROM達(dá)不到這個(gè)要求1，即使時(shí)間最短的AT89S8252單片機(jī)片內(nèi)。EEP-ROM的寫(xiě)周期也是25 ms。本文通過(guò)對(duì)EEPROM的巧妙應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了整流器在線記錄數(shù)據(jù)的功能。1  尋找符合要求的單片機(jī)設(shè)備使用的是Atmel公司的AT89C52(40DIP封裝)單片機(jī)和EEPROM芯片2817A。要想在不改變?cè)O(shè)備電路板的情況下完成要求的功能，就只能在兼容的MCS-51系列單片機(jī)中想辦法。AT89S8252片內(nèi)含有2 KB的EEPROM，經(jīng)編程測(cè)試發(fā)現(xiàn)，它雖然能實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)并且斷電不丟失，但是在向片內(nèi)EEPROM中記錄1個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，能引起輸出電

4、壓和電流的波動(dòng)，不能滿足實(shí)際運(yùn)行的需要。其原因是AT89S8252單片機(jī)片內(nèi)EEPROM的寫(xiě)周期為25 ms，超過(guò)了167 ms的程序的執(zhí)行周期，從而影響了程序的正常運(yùn)行。所以執(zhí)行周期是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。由參考文獻(xiàn)2-3知：STC89C51RCRD+系列單片機(jī)片內(nèi)含有EEPROM(Data Flash)，讀1個(gè)字節(jié)編程1個(gè)字節(jié)擦除1個(gè)扇區(qū)(512字節(jié))的時(shí)間分別為10s60s10 ms。編程1個(gè)字節(jié)的時(shí)間為60s，遠(yuǎn)小于AT89S8252片內(nèi)EEPROM 25 ms的編程時(shí)間，這為解決問(wèn)題提供了思路。2問(wèn)題的解決單片機(jī)STC89C55RD+(40DIP封裝)，其引腳、功能完全與AT89C52兼容

5、，與MCS-51程序也兼容，片內(nèi)含有20KB的Flash程序存儲(chǔ)器，16KB的EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。把原用于AT89C52中的程序?qū)懙絊TC89C255RD+中，放到原設(shè)備上運(yùn)行，可長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行。經(jīng)修改的在整流器中運(yùn)行的單片機(jī)程序，實(shí)時(shí)記錄一些數(shù)據(jù)到STC289C55RD+的EEPROM中，整流器可正常運(yùn)行，但不能執(zhí)行扇區(qū)擦除操作。執(zhí)行扇區(qū)擦除操作將嚴(yán)重影響整流器的正常運(yùn)行，引起輸出電壓和電流的很大波動(dòng)。執(zhí)行扇區(qū)擦除操作時(shí)，從示波器來(lái)看整流器的輸出間斷了20 ms，電壓電流顯示很大的波動(dòng)。用示波器捕捉到了EEPROM寫(xiě)時(shí)的波形，輸出波形暫停了20 ms，1個(gè)周波電壓，電壓波形如圖1所示，不

6、執(zhí)行扇區(qū)擦除操作時(shí)的波形如圖2所示。從圖中可以看出，問(wèn)題得到了很好的解決。究其原因，這與EEPROM的特點(diǎn)有關(guān)。STC89C5lRCRD+系列單片機(jī)片內(nèi)的EEPROM，與普通的EEPROM不同。普通的EEPROM有字節(jié)讀寫(xiě)功能，不需要擦除，在字節(jié)寫(xiě)的時(shí)候自動(dòng)擦除。而STC89C51RCRD+系列單片機(jī)片內(nèi)的EEPROM，具有Flash的特性，只能在擦除了扇區(qū)后進(jìn)行字節(jié)寫(xiě)，寫(xiě)過(guò)的字節(jié)中不能重復(fù)寫(xiě)，只有待扇區(qū)擦除后才能重新寫(xiě)，而且沒(méi)有字節(jié)擦除功能，只能扇區(qū)擦除。3  EEPROM(Data FIash)的巧妙應(yīng)用基于以上EEPROM(Data Flash)不易擦除的特點(diǎn)，可以寫(xiě)后先不擦除

7、。利用EEPROM(Data Flash)容易寫(xiě)、時(shí)間短(字節(jié)寫(xiě)只有60 s)的特點(diǎn)，可以充分利用其寫(xiě)的功能。根據(jù)汽車(chē)電泳整流器的特點(diǎn)：每泳1輛汽車(chē)，整流器的輸出電流就從0逐漸上升到最大電流，然后又逐漸回到0。從電流的變化可以準(zhǔn)確地識(shí)別出電泳過(guò)的車(chē)的數(shù)量。每識(shí)別出1輛車(chē)，就在EEPROM(Data Flash)的1個(gè)字節(jié)中(起始地址為0000H)寫(xiě)入#01H(也可以是其他數(shù)，但不能為#OFFH)，然后地址自動(dòng)加1，等待識(shí)別出下一輛車(chē)。這樣就通過(guò)EEPROM(Data Flash)字節(jié)地址的方式，間接記錄了汽車(chē)電泳整流器電泳過(guò)的車(chē)輛總數(shù)，并可在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。16 KB的EEPROM(Data

8、 Flash)可記錄16 384輛車(chē)。待將計(jì)滿時(shí)，可按擦除按鈕擦除EEP-ROM(Data Flash)中的所有扇區(qū)，再重新計(jì)數(shù)。如按每10分鐘電泳1輛車(chē)，1天工作16小時(shí)，可連續(xù)記錄16 3846010×16)=170天。此種方法也可用于對(duì)電泳整流器連續(xù)工作時(shí)間的累計(jì)，如每10分鐘記錄1個(gè)數(shù)據(jù)，可連續(xù)記錄16 384(6010)=2 730小時(shí)。整流器停機(jī)斷電后，每次開(kāi)機(jī)給單片機(jī)上電時(shí)，在初始化程序中，首先從地址#0000H讀片內(nèi)EEPROM的數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)不為#OFFH，地址自動(dòng)加1，再讀下一個(gè)字節(jié)，直到所讀數(shù)據(jù)為#OFFH為止。此時(shí)EEPROM的地址指針數(shù)據(jù)，即為前面累加的電泳車(chē)輛數(shù)(或累計(jì)電泳工作時(shí)間)，可在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。整流器工作后，按前述結(jié)語(yǔ)結(jié)合上產(chǎn)的實(shí)際情況，在不改變?cè)O(shè)備電路板