中颖51芯片学习5. 类EEPROM操作

2024-04-11 22:04
文章标签 学习 操作 芯片 51 eeprom 中颖

本文主要是介绍中颖51芯片学习5. 类EEPROM操作，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

中颖51芯片学习5. 类EEPROM操作

  • 一、SH79F9476 Flash存储空间
    • 1. 特性
    • 2. 分区
    • 3. OP_EEPROMSIZE选项设置
    • 3. 编程接口
    • 4. 代码保护控制模式简介
      • （1）**代码保护模式0：**
      • （2）**代码保护模式1：**
      • （3）**代码保护模式2：**
      • （4）**代码保护模式3：**
  • 二、扇区自编程（SSP）功能
    • 1. SSP 编程流程
      • （1）代码/数据编程
      • （2）扇区擦除
    • 2. 寄存器介绍
      • （1）编程用地址选择寄存器
      • （2）擦除/编程用扇区选择寄存器
      • （3）编程用地址偏移寄存器
      • （4）编程用数据寄存器
      • （5）SSP型选择寄存器
      • （6）SSP流程控制寄存器1
      • （7） SSP流程控制寄存器2
      • （8）SSP流程控制寄存器3
      • （9）SSP流程控制寄存器4
      • （10）FLASHCON
  • 三、补充知识 C51的存储空间
    • 1. C51的RAM空间
  • 四、代码实现
    • 1. C语言访问存储区的方法
    • 2. 读取可读识别码
      • eeprom_random_id.c
      • main.c
      • 运行示例：
    • 3. 扇区删除
    • 2. 字节读
    • 3. 字节编程

一、SH79F9476 Flash存储空间

1. 特性

SH79F9476 集成了64KB（128x512Byte） Flash 存储器，有以下特性：

  • 支持在线编程（ICP）操作，包括写入、读取、擦除；
  • 支持整体和扇区擦除、编程操作；
  • 支持代码保护控制模式编程，
  • 程序区域的编程/擦除次数至少为10,000 次；
  • 类 EEPROM 区域的编程/擦除次数至少为100,000 次
  • 数据保存年限至少为10 年。

2. 分区

SH79F9476 Flash分成两个区：

  • 64K可编程Flash，支持ICP、SSP
  • 4096字节类EEPROM区，每个扇区512字节 ， 最多8个扇区。

EEPROM与程序存储区共享空间共享 ， 即EEPROM与程序存储区总和为64K，如下图所示：
在这里插入图片描述

可以通过 OP_EEPROMSIZE配置EEPROM 大小。

3. OP_EEPROMSIZE选项设置

  • 0000：8 X 512Bytes（默认，即4K=1000H）
  • 0001：7 X 512Bytes
  • 0010：6 X 512Bytes
  • 0011：5 X 512Bytes
  • 0100：4 X 512Bytes
  • 0101：3 X 512Bytes
  • 0110：2 X 512Bytes
  • 0111：1 X 512Bytes
  • 1000：0 Bytes
  • 其余：0 Bytes

3. 编程接口

提供了ICP模式和SSP模式两种编程接口。

  • ICP模式，通过Flash编程器对存储器擦、读、写。
  • SSP模式适用于用户程序代码运行在Program Memory中，对Flash存储器进行编程操作。

ICP模式同时可用于对MCU进行仿真调试，SH79F9476 支持单线模式（3线接口编程器）和四线模式（使用4个JTAG引脚）。接线如下图所示：

3线接口
在这里插入图片描述
四线模式
在这里插入图片描述
本文重点是扇区自编程（SSP）功能 ，包括下一节的代码保护并非本文重点。

4. 代码保护控制模式简介

代码保护模式是一种微控制器提供的安全功能，旨在保护程序代码不受未经授权的访问和修改。中颖 SH79F9476 提供了四种代码保护模式，分别是代码保护模式0、代码保护模式1、代码保护模式2和代码保护模式3。

Flash编程器在ICP模式设置相应的保护位，以进入所需的保护模式。SSP模式不支持代码保护控制模式编程。

（1）代码保护模式0：

  • 允许/禁止任何编程器的写入/读取操作，但不包括整体擦除。
  • 在该模式下，可以选择允许或禁止对芯片的编程操作，以防止未经授权的程序代码修改。

（2）代码保护模式1：

  • 允许/禁止在其它扇区中通过 MOVC 指令进行读取操作。
  • 在该模式下，可以限制在其他扇区中读取程序代码的操作，以加强对程序代码的保护。

（3）代码保护模式2：

  • SSP 功能允许/禁止控制，选中后，芯片对 code 区域的 SSP 操作（擦除或写入，不包括读取）是禁止的，但不会禁止芯片对类 EEPROM 的操作。
  • 这种模式下，可以限制对代码区域的 SSP（扇区自编程）操作，从而进一步加强代码的安全性。

（4）代码保护模式3：

  • 客户密码保护，可由客户自设密码，密码由6字节组成。如果将此功能开启，表示在烧写器或仿真器工具对芯片做任何操作（读出，写入，擦除或仿真）之前先输入这个密码，如果这个密码正确，则芯片允许烧写器或仿真器工具进行相应的操作，反之则报错，无法执行相应操作。
  • 在该模式下，可以设置一个客户自定义的密码，只有输入正确的密码才能执行对芯片的编程、读取、擦除或仿真等操作。

二、扇区自编程（SSP）功能

SH79F9476支持SSP功能。如果所选扇区未被保护，用户代码可以对任何扇区执行编程操作。
一旦该扇区被编程，必须在擦除后才能再次编程。

1. SSP 编程流程

（1）代码/数据编程

  1. 关闭中断；
  2. 根据地址设置XPAGE，IB_OFFSET；
  3. 如果需要写数据，设置IB_DATA；
  4. 按照顺序设置IB_CON1 - 5；
  5. 添加4个NOP指令；
  6. 开始编程，CPU将进入IDLE模式；烧写完成后自动退出IDLE模式；
  7. 如需继续写入数据，跳转至第2步；
  8. XPAGE寄存器清0，恢复中断设置。

（2）扇区擦除

  1. 关闭中断；
  2. 按相应的扇区设置XPAGE；
  3. 按照顺序设置IB_CON1 - 5；
  4. 添加4个NOP指令；
  5. 开始擦除，CPU将进入IDLE模式；擦除完成后自动退出IDLE模式；
  6. 如需要继续擦除数据，跳转至第2步；
  7. XPAGE寄存器清0，恢复中断设置。

需要注意的几点：

  1. 在对类EEPROM进行擦除、写或读之前，应首先将FLASHCON寄存器的最低位FAC位置1。
  2. 类EEPROM的扇区为512字节，而不是1024字节。
  3. 系统时钟不得低于 200kHz 以确保 FLASH 的正常编程。
  4. 当不需对类 EEPROM 操作时，必须将 FAC 位清 0 。

2. 寄存器介绍

（1）编程用地址选择寄存器

地址： F7H Bank0
符号：XPAGE
对于程序存储区，一个扇区为 512 字节 。 寄存器定义如下
在这里插入图片描述

（2）擦除/编程用扇区选择寄存器

地址： F7H Bank0
符号：XPAGE
对于类 EEPROM 存储区，一个扇区为 512 字节，最大 8 个扇区 。 寄存器定义如下：
在这里插入图片描述
需要将 FLASHCON 寄存器中的 FAC 位置 1 。

（3）编程用地址偏移寄存器

地址：FBH, Bank0
符号：IB_OFFSET
在这里插入图片描述

（4）编程用数据寄存器

地址：FCH, Bank0
符号：IB_DATA
在这里插入图片描述

（5）SSP型选择寄存器

地址：F2H, Bank0
符号：IB_CON1
在这里插入图片描述

（6）SSP流程控制寄存器1

地址：F3H, Bank0
符号：IB_CON2
在这里插入图片描述

（7） SSP流程控制寄存器2

地址：F4H, Bank0
符号：IB_CON3
在这里插入图片描述

（8）SSP流程控制寄存器3

地址：F5H, Bank0
符号：IB_CON4
在这里插入图片描述

（9）SSP流程控制寄存器4

地址：F6H, Bank0
符号：IB_CON5
在这里插入图片描述

（10）FLASHCON

A7H，Bank0第7位第6位第5位第4位第3位第2位第1位第0位
FLASHCON------CRC_FACFAC
读/写------读/写读/写
复位值
(POR/WDT/LVR/PIN)		------00

位编号定义：

位编号位符号说明
7-2-保留位
1CRC_FAC访问控制
0：对MAIN区做CRC的验证
1：对INFO区做CRC的验证
0FAC访问控制
0：MOVC指令或者SSP功能访问Main Block区域
1：MOVC指令或者SSP功能访问类EEPROM区域或信息存储区

三、补充知识 C51的存储空间

1. C51的RAM空间

C51编译器可以访问8051的所有存储区域，声明变量时可以指定分配的存储区，下面是关键字：

关键字存储空间地址范围访问方式
data内部RAM（低位128 bytes）0x00~0x7F直接寻址
idata内部RAM（全部256 bytes）0x00~0xFF间接寻址
bdata内部RAM（指定 16 bytes）0x20~0x2F位寻址/直接寻址
pdata扩展RAM（低位256 bytes）0x00~0xFF间接寻址
xdata扩展RAM（最大64K bytes）0x0000~0xFFFF间接寻址
codeFlash（最大64K bytes）0x0000~0xFFFF间接寻址

下面是变量声明的示例：

unsigned char data  my_data;
unsigned char code  text[] = "Hello World!";
unsigned char xdata array[100];
unsigned char idata x,y,z;
unsigned char pdata dimension;
unsigned char xdata vector[10][4][4];
unsigned char bdata flags;

存储结构图示如下：
在这里插入图片描述

SH79F9476RAM空间分配略有不同，主要在外部RAM区、增加的TK RAM、LED RAM。
在这里插入图片描述
关键字code用于声明常量或函数在Flash区，声明函数时编译器默认隐匿添加 code 关键字，不用处理。

四、代码实现

1. C语言访问存储区的方法

在ABSACC.H里定义了宏：

#define CBYTE ((unsigned char volatile code  *) 0)

通过这个宏来读取FLASH存储区域数据，详解如下：

  • ((unsigned char volatile code *)): 定义了一个类型转换和指针。
  • unsigned char: 将指针指向的数据类型定义为 unsigned char，即一个字节的无符号字符。
  • volatile: 告诉编译器不要对指针指向的内存进行优化，即使似乎没有被程序直接访问到，也要保持读写的一致性。
  • code: 这是一个特殊的关键字，用于指示数据存储在程序存储器中（如 Flash 存储器），而不是RAM。
  • 0: 这是一个常量，表示一个内存地址，这个宏定义了一个指向地址为0的位置的指针。

这个宏定义CBYTE用来访问程序存储器中地址为0的位置的数据，如果要访问 0x127b处的数据，可以使用：

CBYTE[0x127b]

在下面的读取可读识别码部分，展示了该宏的使用方法。

2. 读取可读识别码

SH79F9476出厂时会固化一个40位可读识别码，是0-0xffffffffff 的随机值，无法被擦除，地址在：
0x127b ~ 0x127F，可使用下面代码读取：

eeprom_random_id.c

#include "eeprom_random_id.h"
#include "ABSACC.H"/**
* @brief 读取随机识别码
*/
void readRandomID(unsigned char *r){// 访问类EEPROMFLASHCON = 0x01;r[0] = CBYTE[0x127b];r[1] = CBYTE[0x127c];r[2] = CBYTE[0x127d];r[3] = CBYTE[0x127e];r[4] = CBYTE[0x127f];// 访问 FLASHFLASHCON = 0x00;
}

main.c

#include "SH79F9476.h"
#include "cpu.h"
#include "intrins.h"
#include "api_ext.h"
#include "clk_util.h"
#include "eeprom_op.h"void main()
{UCHAR val;// 选择高速时钟highFrequenceClk();// 擦除扇区EEPromSectorErase(0);// EEPROM 0x0100地址写值ssp_flag = 0x5A;EEPromByteProgram(0x01,0x00,0x69);//读取EEPROM 0x0100地址的值val=EEPromByteRead(0x01,0x00);while (1);
}

运行示例：

在这里插入图片描述

3. 扇区删除

/**
* @brief 扇区擦除
**/
void EEPromSectorErase(UCHAR nAddrH)
{// 保护中断			_push_(IEN0);//关总中断	 IEN0 &=0x7F;// 访问EEPROM区FLASHCON = 0x01;									XPAGE = nAddrH<<1 ;// E6 扇区擦除IB_CON1	 = 0xE6;// 编程时IB_CON2必须为05HIB_CON2	 = 0x05;// 编程时IB_CON3必须为0AHIB_CON3	 = 0x0A;// 编程时IB_CON4必须为09HIB_CON4	 = 0x09;// 增加flag判断，加强抗干扰能力if(ssp_flag!=0xA5)goto Error;// 编程时IB_CON5必须为06HIB_CON5	 = 0x06;_nop_();				_nop_();_nop_();_nop_();	
Error:ssp_flag = 0;IB_CON1 = 0x00;IB_CON2 = 0x00;IB_CON3 = 0x00;IB_CON4 = 0x00;IB_CON5 = 0x00;// 切回Flash区FLASHCON = 0x00;// 操作结束，恢复总中断_pop_(IEN0);
}

2. 字节读

/**
* @brief 字节读
**/
UCHAR EEPromByteRead(UCHAR nAddrH,UCHAR nAddrL){UCHAR nTemp;// 保护现场_push_(IEN0);// 关总中断	 IEN0 &=0x7F;// 访问 EEPROM 区FLASHCON = 0x01;// 读取相应地址数据nTemp= CBYTE[nAddrH*256+nAddrL];// 切回 Flash 区FLASHCON = 0x00;// 操作结束，恢复现场_pop_(IEN0);return (nTemp);
}

3. 字节编程

/**
* @brief 字节编程
**/
void EEPromByteProgram(UCHAR nAddrH,UCHAR nAddrL, UCHAR nData){// 保护现场_push_(IEN0);// 关总中断IEN0 &=0x7F;// 访问 EEPROM 区FLASHCON = 0x01;	// 从0x00开始XPAGE = nAddrH;IB_OFFSET = nAddrL;// 烧写内容IB_DATA = nData;IB_CON1	 = 0x6E;// 编程时IB_CON2必须为05HIB_CON2	 = 0x05;// 编程时IB_CON3必须为0AHIB_CON3	 = 0x0A;// 编程时IB_CON4必须为09HIB_CON4	 = 0x09;// 增加flag判断，加强抗干扰能力if(ssp_flag!=0x5A)goto Error;// 编程时IB_CON5必须为06HIB_CON5	 = 0x06;_nop_() ;_nop_() ;_nop_() ;_nop_() ;	
Error:ssp_flag = 0;IB_CON1 = 0x00;IB_CON2 = 0x00;IB_CON3 = 0x00;IB_CON4 = 0x00;IB_CON5 = 0x00;// 切回Flash区FLASHCON = 0x00;// 操作结束，恢复现场_pop_(IEN0);
}

运行本文对应代码，观察读出的数据与写入相同。
在这里插入图片描述

本文学习资料来源中颖官方文档
本文代码开源地址：
https://gitee.com/xundh/learn-sinowealth-51

这篇关于中颖51芯片学习5. 类EEPROM操作的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/895297。

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