【STC15系列】SYK-0806-A2S1 工业自动化控制之【17-EEPROM实现数据掉电保存】

2023-11-20 15:29:40

大家好，我是『芯知识学堂』的SingleYork，前一篇文章给大家介绍了“【STC15系列】SYK-0806-A2S1 工业自动化控制之【16-自定义协议通信】”，这一篇中，笔者将会给大家介绍“EEPROM的基本操作”。

在实际应用中，很多时候我们需要对一些设置参数实现掉电保持，以免每次上电都需要重新设置参数，或者产品在运行过程中，需要实时保存一些数据，下次开机后还能查询到。像这种应用场合，就需要用到单片机的EEPROM功能了，当然，也可以用到外部FLASH、EEPROM等芯片，只是，单片机本身自带EEPROM，又何必去另外花钱呢，对吧？

那么，本例笔者就来跟大家介绍一下这款IAP15W413AS控制板的掉电存储功能吧。首先，什么是EEPROM相信大家都应该知道了，不知道的也可以自行百度，毕竟这不是笔者要讲的重点，还是直接切入正题吧，从芯片手册上我们可以知道，IAP15W413AS这款单片机是没有专门的EEPROM的，纳尼？

刚才不是说有EEPROM的么？怎么现在又说没有了呢，你是在逗我玩么？哈哈，别急，IAP15W413AS虽然没有专门的EEPROM，但是我们可以将用户程序区的FLASH当EEPROM来使用，也就是说，芯片的存储空间有多大，EEPROM就可以有多大，当然咯，这是比较理想的状况，实际上，我们的程序大小不可能为零！

从上面表格中，我们可以知道，IAP15W413AS单片机的EEPROM最多可以分为26个扇区，每个扇区的大小为512个字节，如果我们需要同时操作的数据不大的话，一般只用一个扇区应该就够了，关于这部分详细的知识点，大家可以看芯片手册，笔者在此就不再赘述。本例中，笔者以一个电子钟的程序为例来进行讲解，需要保存的数据就是时、分、秒，很显然只有三个数，一个扇区足矣！那么我们就用使用最后一个扇区吧。

首先，我们定义用于EEPROM功能的扇区的起始地址：

#define IAP_ADDRESS 0x3200	//0x3200-0x33FF   512BYTE

然后，我们定义几个变量，用于电子钟的时、分、秒、毫秒：

u16 time_hour      = 0;//时间-时
u16 time_min       = 0;//时间-分
u16 time_sec       = 0;//时间-秒
u16 time_msec      = 0;//时间-毫秒

另外定义两个数组，用于EEPROM数据读写的缓存：

u8  EEPROM_ReadTable[7] = {0};
u8  EEPROM_WriteTable[7]= {0};

电子钟的计时，还是用定时器0来实现，我们将定时器0的中断频率设置在1k Hz：

#define Timer0_Fre  500UL   //timer0中断频率 500*2Hz

Timer0_config(Timer0_Fre);  //定时器0配置

/************************ 定时器配置 ****************************/
void	Timer0_config(u32 TIM0_Fre)
{
	TIM_InitTypeDef		TIM_InitStructure;						//结构定义
    
	TIM_InitStructure.TIM_Mode      = TIM_16BitAutoReload;	    //指定工作模式,   TIM_16BitAutoReload,TIM_16Bit,TIM_8BitAutoReload,TIM_16BitAutoReloadNoMask
	TIM_InitStructure.TIM_Polity    = PolityHigh;			    //指定中断优先级(低到高) Polity_0,Polity_1,Polity_2,Polity_3
	TIM_InitStructure.TIM_Interrupt = ENABLE;					//中断是否允许,   ENABLE或DISABLE
	TIM_InitStructure.TIM_ClkSource = TIM_CLOCK_1T;		        //指定时钟源,     TIM_CLOCK_1T,TIM_CLOCK_12T,TIM_CLOCK_Ext
	TIM_InitStructure.TIM_ClkOut    = DISABLE;				    //是否输出高速脉冲, ENABLE或DISABLE
	TIM_InitStructure.TIM_Value     = 65536UL - (MAIN_Fosc / TIM0_Fre/2);		//初值,
	TIM_InitStructure.TIM_Run       = ENABLE;					//是否初始化后启动定时器, ENABLE或DISABLE
	Timer_Inilize(Timer0,&TIM_InitStructure);					//初始化Timer0	  Timer0,Timer1,Timer2,Timer3,Timer4
}

app初始化程序中，在芯片上电后，除了对定时器、串口、GPIO做一些初始化之后，我们从EEPROM中读取7个数据，分别为：电子钟-时（2byte）、电子钟-分（2byte）、电子钟-秒（2byte）、时间更新标志，具体代码如下：

在这里插入代码片

/*********************    APP初始化   ***********************/
void app_init(void)
{
	Timer0_config(Timer0_Fre);     //定时器0配置
    
    UART_config();                 //UART初始化
    GPIO_Config();                 //GPIO初始化
    
    TI         = 1;
    EA         = 1;//开启总中断
    
    EEPROM_read_n(IAP_ADDRESS,EEPROM_ReadTable,7);//从EEPROM中一次性读取7个数据

    time_hour = EEPROM_ReadTable[0]*256 + EEPROM_ReadTable[1];
    time_min  = EEPROM_ReadTable[2]*256 + EEPROM_ReadTable[3];
    time_sec  = EEPROM_ReadTable[4]*256 + EEPROM_ReadTable[5];

    if(EEPROM_ReadTable[6] != 0x01)//如果是第一次上电，初始化变量
    {
        time_hour  = 0;//时间-时
        time_min   = 0;//时间-分
        time_sec   = 0;//时间-秒
        time_msec  = 0;//时间-毫秒
        
        printf("This is First Power On!\r\n");//串口打印结果
    }
    else
    {
        printf("EEPROM Test Start!\r\n");//串口打印
    }
}

电子钟的基础定时，是由timer0来实现：

/********************* Timer0中断函数************************/
void timer0_int (void) interrupt TIMER0_VECTOR //频率可变
{
    time_msec ++;
}

电子钟功能的主要代码在app_run()中实现，每秒会通过printf()函数打印一次当前时间：

/*********************     APP运行    ***********************/
void app_run(void)
{
    //计时：时、分、秒、毫秒
    if(time_msec>=1000)
    {
        time_msec = 0;
        
        printf("Time = %02d:%02d:%02d\r\n",time_hour,time_min,time_sec);//串口打印输出时间
        
        EEPROM_SectorErase(IAP_ADDRESS);//扇区擦除,为写EEPROM做准备

        EEPROM_WriteTable[0] = time_hour/256;
        EEPROM_WriteTable[1] = time_hour%256;
        EEPROM_WriteTable[2] = time_min /256;
        EEPROM_WriteTable[3] = time_min %256;
        EEPROM_WriteTable[4] = time_sec /256;
        EEPROM_WriteTable[5] = time_sec %256;
        EEPROM_WriteTable[6] = 0x01;        //参数更新标志

        EEPROM_write_n(IAP_ADDRESS,EEPROM_WriteTable,7);//将数据写到EEPROM
        
        if(++time_sec>=60)
        {
            time_sec = 0;
            if(++time_min>=60)
            {
                time_min  = 0;
                time_hour ++ ;
            }
        }
    }
}

关于printf()函数的用法，网上一查一大把，笔者就不在这赘述了，这里需要提醒大家的是，在使用printf()函数时一定要注意一下两点：

必须包含stdio.h文件，即：

#include  <stdio.h>

在调用printf()函数之前需要先将TI置“1”，即：

TI         = 1;

程序下载到板子中，第一次上电时回打印如下信息：

This is First Power On!

Time = 00:00:00

Time = 00:00:01

Time = 00:00:02

Time = 00:00:03

断电后再重新上电，会打印如下信息：

EEPROM Test!

Time = 00:00:03

Time = 00:00:04

Time = 00:00:05

Time = 00:00:06

说明我们的时间是按照我们设定的“每秒”自动写到的EEPROM中了，EEPROM读写都是OK的。

另外有一点笔者需要提醒大家，我们都知道，芯片的擦写次数是有上限的，一般都是在10万次或者100万次，不管是多少次，都意味着他是有寿命的，而我们进行EEPROM写操作的时候，每次都会需要先进行擦除操作，才能成功写入数据，既然这样，如果我们每秒来操作一次EEPROM的话，一天就需要擦写86400次，即使EEPROM的寿命有100万次，也就不到12天可能就要挂逼了。因此，在实际应用中，我们对EEPROM的擦写操作，不能这么频繁。因此，如果我们要实时存储运行过程中的一些数据，比较理想的方式是，我们搭建专门的掉件检测电路来检测外部电源是否掉电，如果掉电这个时候才保存参数即可。关于这个掉电检测电路，实际上STC芯片手册也给出了一种比较容易实现的方案，如下图所示：

当然咯，由于笔者这个板子上没有做这块的电路，所以我们暂时就没办法演示了，但是笔者也有在别的板子上用到这个电路，效果还不错，感兴趣的小伙伴们可以自己搭建电路去试下。

另外，在一些不太方便搭建外部掉电检测电路的情况下，我们也可以通过操作不同的扇区来延长实现，比如，当某个扇区擦写次数达到某一数值后，我们可以切换另外的扇区来存储数据。

好了，关于本讲的内容就简单介绍到这里了，有疑问的小伙伴们可以给笔者留言或者直接参与评论，下一节笔者将给大家介绍“单片机ADC的应用”，详见“SYK-0806-A2S1 工业自动化控制之【18-内部AD采集外部电压】”，感谢大家的支持！

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