单片机原理：8-4扩展存储器-EEPROM

第第8 8章章 AT89S51AT89S51单片机单片机 外部存储器的扩展外部存储器的扩展18.6 E2PROM的扩展在应用中，某些状态参数，不仅要求能够在线修改，而且断电后能保持，以备上电后恢复系统的状态。可选用具有断电保护功能的RAM和E2PROM。E2PROM突出优点是能够在线擦除和改写，可直接使用单片机系统的+5V电源。2此外，E2PROM使单片机系统的设计，特别是调试实验调试实验更为方便、灵活。更为方便、灵活。在调试程序时，用E2PROM代替仿真EPROM，既可方便地修改程序，又能保存调试好的程序。当然，与RAM芯片相比，E2PROM的写入速度是比较慢写入速度是比较慢，写入一个字节需要需要ms量级量级的时间。因此，E2PROM适合于数据交换量较少，对传送速度要求不高的场合。另外，它的擦除/写入是有寿命限制的，虽有1万次之多，但也不宜用在数据频繁更新数据频繁更新的场合。因此，应注意平均的使用各单元，不然有些单元可能会提前结束寿命。3E2PROM与单片机的连接，有并行并行和和串行串行之分。并行的速度比串行快并行的速度比串行快，容量大容量大。并行的E2PROM 2864的容量为8k8位。串行串行的接口连线少，可选用串行接口连线少，可选用串行I2C接口的E2PROM，目前比较流行的是24系列的E2PROM，典型芯片有典型芯片有AT24C02，AT24C08，AT24C16。串行I2C接口扩展将在第12章中介绍。本节只介绍单片机与并行并行E2PROM芯片的接口设计与编程。48.6.1 并行并行E2PROM芯片简介芯片简介常见的并行芯片有2816/2816A，2817/2817A，2864A等。引脚如图8-22所示所示，其主要性能见表表8-11(表中芯片均为Intel公司产品)。在引脚设计上，2KB的E2PROM 2816与相同容量的EPROM 2716和静态RAM 6116是兼容的，8KB的E2PROM 2864A与同容量的EPROM 2764和静态RAM 6264也是兼容的。2816、2817和2864A的读出数据时间均为读出数据时间均为250ns，写入时间写入时间10ms。56图图8-22 常见的并行常见的并行E2PROM引脚图引脚图2864.pdf78.6.2 E2PROM的工作方式的工作方式下面对E2PROM 2864A的4种工作方式种工作方式作以说明。1维持方式维持方式当 为高电平时，2864A进入低耗维持方式。此时，输出线呈高阻态，芯片的电流从140mA降至维持电流60mA。2读方式读方式当 和 均为低而 为高时，内部的数据缓冲器被打开，数据送上总线，此时可进行读操作。3写方式写方式 2864A提供两种两种数据写入方式写入方式：页写入页写入和字节写入字节写入。8CECEOEWE（1）页写入为提高写速度，2864A片内设置16字节的“页缓冲器”，将整个存储器阵列划分成512页，每页16字节。高9位(A12A4)确定页，低4位(A3A0)选择页缓冲器中的16个地址单元之一。写操作分两步来实现：第一步，在软件控制下把数据写入页缓冲器，这步称为页装载，与一般的静态RAM写操作是一样的。第二步，在最后一个字节(即第16个字节)写入到页缓冲器后20ns自动开始，把页缓冲器的内容写到E2PROM阵列中对应地址的单元中，这一步称为页存储。9写方式时，为低，在 下降沿，地址码A12A0被片内锁存器锁存，在 上升沿数据被锁存。片内有一个字节装载字节装载限时定时器限时定时器，只要时间未到，数据可随机地写入页缓冲器。在连续向页缓冲器写数据过程中，不用担心限时定时器会溢出，因为每当 下降沿时，限时定时器自动被复位并重新启动计时。限时定时器要求写一个字节写一个字节数据时间数据时间TBLW须满足须满足：3 sTBLW20 s，这是正确对2864A页面写操作的关键。当一页装载完毕，不再有 信号时，限时定时器将溢出，页存储操作随即自动开始。首先把选中页的内容擦除，然后写入的数据由页缓冲器传递到E2PROM阵列中。10CEWEWECE(2)字节写入字节写入与页写入类似，写入一个字节，限时定时器就溢出。4.数据查询方式数据查询方式 用软件来检测用软件来检测写操作中页存储周期是否完成页存储周期是否完成。在页存储期间，如对2864A执行读操作，那么读出的是最后写入的字节，若芯片的转储工作未完成，则读出数据的最高位是原来写入字节最高位的反码。据此，单片机可判断芯片单片机可判断芯片的编程是否结束的编程是否结束。如果读出的数据与写入的数据相同，表示芯片已完成编程已完成编程，可继续向2864A装载下一页数据装载下一页数据。上面介绍的E2PROM都是针对Intel公司的产品，其它公司的产品不一定相同。118.6.3 AT89S51扩展扩展E2PROM AT2864设计设计接口电路如图图8-23所示所示。2864A的片选端 与P2.7连接，8K字节存储器可作为数据存储器用，但掉电后数据不丢失。AT89S51对2864A进行写操作写操作时所用指令包括：MOVX DPTR，AMOVX Ri，AAT89S51对2864A进行读操作读操作时所用指令包括：MOVX A，DPTRMOVX A，Ri12CE13图图8-23 2864A与与AT89S51单片机的接口电路单片机的接口电路下面介绍对2864A装载一个页面数据(16个字节)的子程序WR2的编写。被写入的数据取自源数据区，子程序子程序入口参数入口参数为：R1=写入写入2864A的字节数的字节数(16B)R2=2864A的低位地址的低位地址P2=2864A的高位地址的高位地址DPTR=源数据区首地址源数据区首地址14WR2：MOVX A，DPTR；取写入的数据MOVR2，A；数据暂存R2，备查询MOVX R0，A ；写入2864AINC DPTR；源地址指针加1INC R0；目的地址指针加1CJNE R0，#00H，NEXT；低位地址指针未满跳NEXT处INC R2；否则高位指针加1NEXT：DJNZ R1，WR2；页面未装载完转移DEC R0；页装载完，恢复最后写入数据的地址LOOP：MOVX A，R0；读2864AXRLA，R2；与写入的最后一个数据相异或JBACC.7，LOOP；最高位不等，再查；最高位不等，再查RET；最高位相同，一页写完；最高位相同，一页写完15上述写入程序中，完成页面装载的循环部分页面装载的循环部分共8条指令，当采用12MHz晶振时，进行时间约为13 s，完全符合2864A的TBLW的宽度要求。16