单片机原理与应用-基于汇编C51及混合编程第10章STC系列单片机片内EEPROM的应用

系统扩展设计及例题的介绍与实际应用相结合,原理图中给出了各元器件的实际应用参数。在第7-12章中的每一道例题都采用汇编、C51两种语言分别编程实现。第12章中数字显示温度计、RLC测量仪两个应用实例的电路及程序都通过了验证。第10章STC系列单片机片内EEPROM的应用10.1EEPROM模块所属特殊功能寄存器10.2EEPROM读、写、擦除第10章STC系列单片机片内EEPROM的应用•STC系列单片机内部不仅集成了用于存储程序的EEPROM，还集成了用于存储数据的EEPROM，不同的型号容量不同，从1KB－45KB不等。•EEPROM主要用于保存在掉电时不允许丢失的数据，在应用过程中所采集、运算或通过键盘输入等得到的一些修正参数。•STC系列单片机内部集成的用于存储数据的EEPROM和用于存储程序的EEPROM地址重叠，但属于不同的物理空间。用户程序指令代码是通过串口直接下载至程序存储器，而用于存储数据的EEPROM则通过用户程序进行读写操作。•EEPROM分为若干个扇区，每个扇区的大小为512B，数据存储器的擦除操作是按扇区进行的，可以擦写的次数在10万次以上。•使用时，同一次修改的数据应该存放于同一个扇区，不是同一次修改的数据最好存放在不同的扇区，不一定要存满。内部EEPROM的扇区地址如表10－1所示。起始地址结束地址起始地址结束地址第一扇区第二扇区0000H01FFH0200H03FFH第三扇区第四扇区0400H05FFH0600H07FFH…………10.1EEPROM模块所属特殊功能寄存器•对存储数据的EEPROM读、写、擦除等操作要用到6个特殊功能寄存器特殊功能寄存器名称地址描述复位初值IAP_DATAC2H/E2H数据寄存器11111111BIAP_ADDRHC3H/E3H地址寄存器高8位00000000BIAP_ADDRLC4H/E4H地址寄存器低8位00000000BIAP_CMDC5H/E5H命令寄存器xxxxxx00BIAP_TRIGC6H/E6H命令触发寄存器xxxxxxxxBIAP_CONTRC7H/E7H控制寄存器0000x000BSTC11/10Fxx、STC12C5A60S2等单片机的6个特殊功能寄存器的地址分别为C2－C7H；而STC12C56xx、STC12C54xx、STC89/90C51xx等系列单片机的地址为E2－E7H。1.命令寄存器IAP_CMDMS1、MS0决定EEPROM的工作方式MS1MS0操作任务的选择00待机模式，不操作01对EEPROM进行读操作10对EEPROM进行写操作11对EEPROM进行擦除操作2.控制寄存器IAP_CONTR•对IAPEN、SWBS两位，用户只能写入1、0或0、0。IAPEN：读、写、擦除使能位。清0后禁止对EEPROM进行读、写、擦除；置1后允许对EEPROM进行读、写、擦除。SWBS：若对该位写入0，则是选择了用户应用程序（IAP）对EEPROM进行操作；该位若写入1，则是选择了单片机内部固化的系统监控程序（ISP）对EEPROM进行操作。SWRST：若对该位写入1时将产生系统软件复位，复位响应时,硬件自动将该位清零。CMD_FAIL：若该位为0，表示对EEPROM的读、写、擦除等操作是成功的；若该位为1，表示对EEPROM的读、写、擦除等操作失败，须由软件清0。WT2、WT1、WT0这三位设置等待时间，写入EEPROM单元的数据需要55μs的内部编程时间。如果是对内部扇区擦除，则需要21ms。在此期间，不得对EEPROM的任何单元进行任何访问，否则在此之前写入的命令失效。这三位的值决定等待上述时间所需要的系统时钟周期数，具体情况如表10－3所示。WT2WT1WT0读（2个时钟）写（55us）扇区擦除（21ms）对应fosc1112个时钟55个时钟21012个时钟1MHz1102个时钟100个时钟42024个时钟2MHz1012个时钟165个时钟63036个时钟3MHz1002个时钟330个时钟126072个时钟6MHz0112个时钟660个时钟252144个时钟12MHz0102个时钟1000个时钟420240个时钟20MHz0012个时钟1320个时钟504288个时钟24MHz0002个时钟1760个时钟672384个时钟30MHz10.2EEPROM读、写、擦除•EEPROM进行读写时，必须按一个字节一个字节地操作。•通过以下程序了解对EEPROM的读、写、擦除的过程。（1）从STC12C5A60S2单片机片内EEPROM中某单元读取数据（假设系统时钟频率为20MHz）MOVIAP_ADDRH,#BYTE_ADDRH；送单元地址的高8位MOVIAP_ADDRL,#BYTE_ADDRL；送单元地址的低8位MOVIAP_CONTR,#10000010B；设置等待时间且允许EEPROM进行读、写、擦除操作MOVIAP_CMD,#00000001B；送字节读指令MOVIAP_TRIG,#5AH；启动内部读取工作MOVIAP_TRIG,#0A5HNOP；等待2个时钟周期的时间NOPMOVA,ISP_DATA；将读出的数据存入A寄存器•对STC10/10Fxx、STC12C5Axx等系列单片机启动读、写、擦除工作时，先给IAP_TRIG寄存器送立即数5AH,再送A5H作为触发信号；而对STC12C56xx、STC12C54xx、STC89/90C51xx等系列单片机需先送46H，再送B9H作为触发信号。（2）向STC12C5A60S2单片机片内EEPROM中某单元写入数据（假设系统时钟频率为20MHz）：MOVIAP_DATA,#DATA；先将要写入的数据送至IAP_DATA寄存器MOVIAP_ADDRH,#BYTE_ADDRH；送单元地址的高8位MOVIAP_ADDRL,#BYTE_ADDRL；送单元地址的低8位MOVIAP_CONTR,#10000010B；设置等待时间且允许对EEPROM进行读、写、擦除操作MOVIAP_CMD,#00000010B；送字节写命令MOVIAP_TRIG,#5AH；启动内部编程工作MOVIAP_TRIG,#0A5HLCALLDELAY_55µs；调用延时55μs的子程序，等待编程结束•完成读、写操作后，地址不会自动加1，每次执行读、写操作时须重新送地址。（3）如果在某扇区中已向部分单元写入了数据，要想再改写数据，需对该扇区的所有单元进行全部擦除，即改写数据前先对整个扇区进行擦除，对扇区擦除的程序如下（假设系统时钟频率为20MHz）：MOVIAP_ADDRH,#SECTOR_ADDR_HIGH；送扇区起始地址的高8位MOVIAP_ADDRL,#SECTOR_ADDR_LOW；送扇区起始地址的低8位MOVIAP_CONTR,#10000010B；设置等待时间且允许对EEPROM进行读、写、擦除等操作MOVIAP_CMD,#00000011B；送扇区擦除指令MOVIAP_TRIG,#5AH；启动擦除进程MOVIAP_TRIG,#0A5HLCALLDELAY_21ms;延时21ms，等待擦除结束【例10－1】将STC12C5A60S2单片机片内RAM的50H－5FH单元的数据依次写入EEPROM的第一扇区的0000H－000FH单元。•分析：如果在读、写、擦除的过程中，没有对EEPROM相关的寄存器进行访问，读、写、擦除一般是成功的。为了防止在读、写、擦除的过程中电源发生波动，在读、写、擦除后需要判断操作是否成功。设系统的时钟频率为20MHz，用R0作为指针指向片内RAM的50H－5FH单元，DPTR指向EEPROM的0000H－000FH地址，要将数据写入EEPROM，首先对整个扇区进行擦除。若擦除不成功，需要重新擦除；若擦除成功，可将片内RAM50H－5FH单元的数据写进EEPROM的0000H－000FH单元，然后再读出EEPROM的数据与片内RAM的50H－5FH单元的数据比较，若相同，表示写操作成功，若不同，表示写操作失败，需重新擦除后，将数据再次写进EEPROM对应的单元•汇编语言子程序IAP_DATAEQU0C2H；数据寄存器IAP_ADDRHEQU0C3H；高8位地址寄存器IAP_ADDRLEQU0C4H；低8位地址寄存器IAP_CMDEQU0C5H；命令寄存器IAP_TRIGEQU0C6H；触发寄存器IAP_CONTREQU0C7H；控制寄存器SECTION_ADDREQU0000H；扇区首地址ORG0000HLJMPMAINORG0100HMAIN：MOVSP,#0BFH；初始化堆栈指针START0：MOVDPTR,#SECTION_ADDR；第一扇区的首地址送DPTRLCALLSECTION_ERASE；调用扇区擦除子程序MOVA,IAP_CONTR；读控制寄存控制器JNBACC.4,START；若此位为0，表示擦除成功，可进行编程LJMPSTART0；若擦除失败，须重新进行擦除START：MOVDPTR,#SECTION_ADDR；第一扇区的首地址送DPTRMOVR0,#50H；R0作为片内RAM的指针MOVR2,#16；R2作为写16个字节的计数器LOOP：LCALLBYTE_PROGRAM；调用向EEPROM写数据的子程序LCALLBYTE_READ；调用读EEPROM子程序MOVA,@R0CJNEA,IAP_DATA,START0；如果读到的数据与原数据不等，则重新开始INCDPTR；EEPROM地址加1INCR0；片内RAM地址加1DJNZR2,LOOP；计数不为0，跳转至LOOPSJMP$SECTION_ERASE：；擦除MOVIAP_CONTR,#82H；设置等待时间且允许对EEPROM进行操作MOVIAP_CMD,#03H；对EEPROM进行扇区擦除命令MOVIAP_ADDRL,DPL；送入扇区首地址的低8位MOVIAP_ADDRH,DPH；送入扇区首地址的高8位MOVIAP_TRIG,#5AH；启动擦除操作MOVIAP_TRIG,#0A5HLCALLDELAY_21ms；延时等待RETBYTE_PROGRAM：；写MOVA,@R0；读取片内RAM单元50H－5FH的内容MOVIAP_DATA,A；将数据送至数据寄存器MOVIAP_CONTR,#82H；允许对EERPOM操作并设置等待时间MOVIAP_CMD,#02H；对EEPROM进行写操作指令MOVIAP_ADDRL,DPL；送地址的低8位MOVIAP_ADDRH,DPH；送地址的高8位MOVIAP_TRIG,#5AH；启动写操作MOVIAP_TRIG,#0A5HLCALLDELAY_55μs；延时等待RETBYTE_READ：；读MOVIAP_CONTR,#82HMOVIAP_CMD,#01H；读EEPROM命令MOVIAP_ADDRL,DPL；送入地址的低8位MOVIAP_ADDRH,DPH；送入地址的高8位MOVIAP_TRIG,#5AH;启动读操作MOVIAP_TRIG,#0A5HNOPNOPRETDELAY_55μs：；略DELAY_21ms：；略ENDC51程序：#includeSTC12C5A.h#includeintrins.h//声明本征函数库#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineSECTION_ADDR0x0000//定义扇区的首地址uchardata*dp;//定义指针ucharTemp;uinti,xdat;longy;voidSECTION_ERASE(uintSECTION_ADDR);//扇区擦除函数voidBYTE_PROGRAM(uintbyte_addr);//扇区编程函数ucharBYTE_READ(uintbyte_addr);//读扇区内容函数voidDelay_μs()reentrant;//延时函数voidmain(){ucharflag=0;//定义扇区擦除失败的标记位dp=0x5