利用STC8A内部EEPROM存放系统配置参数

Posted 2020-12-13 jqdy

　　STC8A芯片内部都有一定容量的Flash可以当作EEPROM。虽然擦除次数为10万次+，低于真正EEPROM芯片的100万次+，但是存储一些不经常修改的数据还是没有问题的，例如单片机的一些工作状态参数，在最初调整正常后很少再做调整。这样就可以省去一个EEPROM芯片的成本，大概1元左右。

1.       EEPROM操作相关寄存器和基本函数

　　STC8的EEPROM操作涉及的寄存器一共有6个，分别是：

• 数据寄存器： IAP_DATA
• 高、低地址寄存器：IAP_ADDRH和IAP_ADDRL
• 命令寄存器：IAP_CMD
• 触发寄存器：IAP_TRIG
• 控制寄存器：IAP_CONTR

　　手册例程中给出了擦除、写（编程）、读（IAP模式和MOVC模式两种）、关闭IAP模式的例程，直接拷贝到自己的项目中，根据需要稍作修改即可。

• 关闭IAP程序：void IapIdle()
• IAP模式及MOVC模式读取程序：char IapRead(int addr)
• 写（编程）程序：void IapProgram(int addr, char dat)
• 擦除程序：void IapErase(int addr)

2.       注意事项

　　以手册中给出几个底层例程为基础，很容易就可编写出项目中操作EEPROM的功能模块。

　　有几点需要注意的问题，记录一下：

2.1     擦除操作是按照扇区进行的

　　与读、写操作不同，擦除操作是按照扇区进行的，也就是说要擦除的话，会把IapErase(int addr)函数中addr地址参数所在的512字节的扇区的内容统统删除，给出的addr只要在同一个扇区，无论指向哪个具体的地址，都会擦除同一个扇区。原因如下：

　　手册中记载“由于擦除是以 512 字节为单位进行操作的，所以执行擦除操作时所设置的目标地址的低 9位是无意义的。例如：执行擦除命令时，设置地址 1234H/1200H/1300H/13FFH，最终执行擦除的动作都是相同的，都是擦除 1200H~13FFH 这 512 字节”。

2.2     可自定义EEPROM大小的芯片，如何自定义

　　STC8系列芯片中的大部分型号EEPROM空间都是固定的，只有少部分型号可以自定义EEPROM空间大小，例如我使用的STC8A8K64S4A12。

　　该芯片有64K大小的Flash空间，在STC-ISP中按照扇区为单位（512字节，相当于0.5k）可定义0.5~64k大小的EEPROM空间。需要注意的是，自定义的EEPROM是被安排在64k Flash的末尾的，比如自定义了1k大小的EEPROM，那么前63k是Flash，最后1k是EEPROM。

　　在我的项目中，只有几个系统参数需要调整，留下1个扇区0.5k大小的EEPROM空间就足够了。

 

 

2.3　　如何确定MOVC模式读取的基地址

　　与IAP模式的读取相比，MOVC模式的读取快捷便利，但是需要提供扇区的基地址，也就是下面程序片段中的宏IAP_OFFSET。

　　像上面定义了0.5k大小的EEROM时，该如何确定这个基地址呢？具体方法如下：

• 64k Flash的最后一个字节的地址是0xFFFF
• 定义0.5k的EEPROM就往前查512个字节（0x200）作为基地址，也就是0xFE00
• 同样也可计算出1k、2k、3k的基地址

 1 //使用的时候，将对应宏前面的注释符号去掉即可。
 2 //#define IAP_OFFSET 0x2000 //STC8A8K08S4A12
 3 //#define IAP_OFFSET 0x4000 //STC8A8K16S4A12
 4 //#define IAP_OFFSET 0x6000 //STC8A8K24S4A12
 5 //#define IAP_OFFSET 0x8000 //STC8A8K32S4A12
 6 //#define IAP_OFFSET 0xA000 //STC8A8K40S4A12
 7 //#define IAP_OFFSET 0xC000 //STC8A8K48S4A12
 8 //#define IAP_OFFSET 0xE000 //STC8A8K56S4A12
 9 //#define IAP_OFFSET 0xF000 //STC8A8K60S4A12
10 //#define IAP_OFFSET 0xF000 //STC8A8K60S4A12
11 /*自己计算给出*/
12 //#define IAP_OFFSET 0xF300 //STC8A8K64S4A12-3k
13 //#define IAP_OFFSET 0xF800 //STC8A8K64S4A12-2k
14 //#define IAP_OFFSET 0xFC00 //STC8A8K64S4A12-1k
15 //#define IAP_OFFSET 0xFE00 //STC8A8K64S4A12-0.5k
16 unsigned char IapRead(int addr)
17 {
18     addr += IAP_OFFSET; //使用 MOVC 读取 EEPROM 需要加上相应的偏移
19     return *(unsigned char code *)(addr); //使用 MOVC 读取数据
20 }

2.4     如何确定擦除操作的时间

　　擦除操作需要相对准确的时间，时间短了还没擦除干净，时间长了又会影响Flash寿命。手册给出了要求的时间范围：

 

 

 

　　手册指出，在擦除操作期间“此时 MCU 系统不给 CPU 供应时钟， CPU 没有时钟，所以无法工作， 也就是说，针对 EEPROM 操作所需要的等待时间是硬件自动完成的，用户不需要加额外的软件延时。”

　　可见不能用常用的软件延时方式来控制擦除时间。那么该如何确定具体的时间呢？

　　控制寄存器的B2~B0三个位的组合给出了对应的等待时间（以时钟周期为单位），比如选择011时，擦除操作就会等待60000个时钟周期，如果单片机系统时钟为12MHz，那么60000个时钟周期耗时：1秒÷12MHz×60000个周期 = 5ms。5ms的时间正好位于要求的4~6ms之内。因此，当系统时钟为12MHz时选择“011”是恰当的。

　　如果选择的系统时钟没有在手册给出的举例频率之中（下表最后一列），按照上述计算方法计算一下，看是否在4~6ms之间即可。比如系统时钟工作在11.0592MHz，1秒÷11.0592MHz×60000个周期 = 4.608ms，也在4~6微秒范围之内，这时选择“011”也是恰当的。（已经实际测试）

　　再试算一下18MHz的情况（没有实际测试）：

• 1秒÷18MHz×60000个周期 = 7.5ms，超过4~6ms范围，选“011”长了！
• 1秒÷18MHz×100000个周期 = 5.5ms，符合4~6ms要求，选“010”组合正好！