Энергонезависимая память данных EEPROM

Энергонезависимая EEPROM память данных предназначена для хранения информации, которая должна сохраняться даже при отключении электропитания микроконтроллера. EEPROM память может быть перезаписана большее количество раз по сравнению с FLASH. Минимальное число циклов стирание/запись EEPROM составляет 100 тысяч, а FLASH памяти – всего 1 тысяча.

Карта памяти EEPROM приведена на рис. 2.3.

 

Рис. 2.3. Организация энергонезависимой

памяти данных EEPROM

 

Для чтения и записи информации в EEPROM память данных и во FLASH память программ используются регистры специального назначения: EEDATA – регистр данных (младший байт данных при обращении к 14-разрядной памяти программ), EEDATH – старший байт данных при обращении к памяти программ, EEADR – регистр адреса (младший байт адреса при обращении к 4К памяти программ), EEADRH – старший байт адреса при обращении к памяти программ, EECON1 – первый регистр управления EEPROM (FLASH), EECON2 – второй регистр управления EEPROM (FLASH), INTCON – регистр управления прерываниями, PIE2 – второй регистр разрешения прерываний и PIR2 –второй регистр флагов прерываний.

Для чтения данных из EEPROM необходимо выполнить следующую последовательность действий:

– записать адрес необходимой ячейки памяти в регистр EEADR;

– сбросить в «0» бит EEPGD в регистре EECON1;

– инициировать операцию чтения путем установки в «1» бита RD в регистре EECON1;

– считать полученные данные из регистра EEDATA.

Чтение данных из FLASH памяти программ осуществляется аналогично, последовательность действий при этом немного сложней:

– записать младший байт адреса необходимой ячейки в регистр EEADR, а старший – в регистр EEADRH;

– установить в «1» бит EEPGD в регистре EECON1;

– инициировать операцию чтения путем установки в «1» бита RD в регистре EECON1;

– сформировать выдержку времени длительностью два машинных цикла, например путем выполнения двух холостых команд NOP;

– считать младший байт полученных данных из регистра EEDATA, а старший – из регистра EEDATH.

Последовательность действий при записи информации в EEPROM следующая:

1. Проверить состояние бита WR в регистре EECON1 и убедиться, что он равен «0», те есть в настоящий момент не производится запись в EEPROM либо FLASH.

2. Записать адрес нужной ячейки в регистр EEADR.

3. Записать данные в ячейку EEDATA.

4. Сбросить в «0» бит EEPGD в регистре EECON1.

5. Установить в «1» бит WREN в регистре EECON1, разрешив запись в EEPROM.

6. Запретить прерывания, если они были разрешены.

7. Выполнить обязательную последовательность из пяти команд.

– записать значение H'55' в регистр EECON2 (две команды, сначала запись в W, затем в EECON2).

– записать значение H'AA' в регистр EECON2 (две команды, сначала запись в W, затем в EECON2).

– установить в «1» бит WR в регистре EECON1.

8. Разрешить прерывания, если это необходимо.

9. Сбросить в «0» бит WREN в регистре EECON1.

10. По окончании цикла записи автоматически сбрасывается в «0» бит WR регистра EECON1 и взведется в «1» флаг прерывания EEIF в регистре PIR2 (сбрасывается программно).

Не смотря на то, что флаг прерывания взводится после окончания каждого цикла записи обработка прерываний будет инициирована только в том случае если они разрешены установкой в «1» битов GIE и PEIE регистра INTCON и не маскированы (бит EEIE в регистре PIE2 взведен).

 

Стек

Стеком называется область оперативной памяти, организованная по принципу «первым вошел – последним вышел». В микроконтроллерах PIC16 стек используется исключительно для хранения адресов возврата из подпрограмм. В отличии от других микропроцессоров и микроконтроллеров, в микроконтроллерах PIC16 запись данных на стек не предусматривается. Выбор очередной свободной ячейки стековой памяти осуществляется автоматически, указатель стека программно не доступен.

Стек имеет всего восемь 13-разрядных ячеек статической оперативной памяти (рис. 2.4.), следовательно в программе для микроконтроллера PIC16 не должно быть более восьми вложенных подпрограмм, с учетом обработчиков (драйверов) прерываний.

 

 

Рис. 2.4. Организация стековой памяти

 

Порядок выполнения работы

В данной лабораторной работе необходимо разработать и отладить программу, реализующую обращение к определенным областям памяти микроконтроллера PIC16F873A. Конкретное задание выдается преподавателем.

В качестве примера рассмотрим следующее задание: необходимо разработать программу заполняющую все регистры общего назначения банка 0 возрастающими двоичными числами начиная с h'00', и копирующую эти данные в EEPROM.

 

Постановка задачи

Представим исходную словесную форму задания в аналитическом виде. Для этого обозначим буквой N число записываемое в очередной регистр, буквой F адрес регистра, а буквой E адрес ячейки EEPROM. Поскольку адреса РОН в банке 0 начинаются с H'20', а заканчиваются H'7F', то можно записать, что F ⊂ [H'20', H'7F']. Соответственно в этот массив памяти поместятся числа от H'00' до H'5F' или N ⊂ [H'00', H'5F']. При копировании в EEPROM будут задействованы ячейки с адресами E ⊂ [H'00', H'5F']. Также можно записать: [ F ₀]=0, [ F_i ]= N_i, [ F_{i +1}]= N_i +1, [ E_i ]=[ F_i ]. В последних формулах квадратные скобки обозначают, что буквами F и E обозначены не адреса ячеек памяти, а содержимое ячеек памяти с этими адресами.