AVR單片機EEPROM的操作

EEPROM的簡介
EEPROM的寫操作
EEPROM的讀操作

出于簡化程序考慮，各種數據沒有對外輸出，學習時建議使用JTAG ICE硬件仿真器
在打開調試文件到JTAG后，
打開Debug -> JTAG ICE Options菜單，
然后在JTAG ICE Properties中點擊Dbug頁面，將preserve eeprom選項選中。
在每次仿真調試時候，就保護EEPROM內容了。
否則，會按照默認設置擦除EEPROM的內容。

由于定義了EEPROM變量，JTAG調試時會詢問是否初始化EEPROM,請選擇[否]

EEPROM的數據也可以在view->memory，選Eeprom窗口下察看
*/

#include <avr/io.h>
#include
////時鐘定為內部1MHz,F_CPU=1000000時鐘頻率對程序的運行沒什么影響
/*
GCCAVR(avr-libc)里面自帶了EEPROM的讀寫函數。
下面列舉部分常用函數(原型)

#define eeprom_is_ready() bit_is_clear(EECR, EEWE)
檢測EEPROM是否準備好。OK返回1（返回EEWE位）

#define eeprom_busy_wait() do {} while (!eeprom_is_ready())
等待EEPROM操作完成

extern uint8_t eeprom_read_byte (const uint8_t *addr);
讀取指定地址的一個字節8bit的EEPROM數據

extern uint16_t eeprom_read_word (const uint16_t *addr);
讀取指定地址的一個字16bit的EEPROM數據

extern void eeprom_read_block (void *buf, const void *addr, size_t n);
讀取由指定地址開始的指定長度的EEPROM數據

extern void eeprom_write_byte (uint8_t *addr, uint8_t val);
向指定地址寫入一個字節8bit的EEPROM數據

extern void eeprom_write_word (uint16_t *addr, uint16_t val);
向指定地址寫入一個字16bit的EEPROM數據

extern void eeprom_write_block (const void *buf, void *addr, size_t n);
由指定地址開始寫入指定長度的EEPROM數據

但不支持部分AVR，原文如下:
note This library will e not work with the following devices since these
devices have the EEPROM IO ports at different locations:

- AT90CAN128
- ATmega48
- ATmega88
- ATmega165
- ATmega168
- ATmega169
- ATmega325
- ATmega3250
- ATmega645
- ATmega6450
*/

/*
在程序中對EEPROM操作有兩種方式
方式一：直接指定EERPOM地址
即讀寫函數的地址有自己指定，用于需要特定數據排列格式的應用中
方式二：先定義EEPROM區變量法
在這種方式下變量在EEPROM存儲器內的具體地址由編譯器自動分配。
相對方式一，數據在EEPROM中的具體位置是不透明的。
為EEPROM變量賦的初始值，編譯時被分配到.eeprom段中,
可用avr-objcopy工具從.elf文件中提取并產生ihex或binary等格式的文件，
從而可以使用編程器或下載線將其寫入到器件的EEPROM中。
實際上WINAVR中MFILE生成的MAKEFILE已經為我們做了這一切。
它會自動生成以 “.eep” 為后綴的文件，通常它是iHex格式
(這次測試發現 分配地址是從0x0000開始的，故增加了一個EEPROM變量Evalvoid[16])

如果同時使用方式1和2，請注意防止地址重疊,自己指定的地址應該選在后面。
*/

//全局變量
unsigned charEDATA;

unsigned char ORGDATA[16]={0x00,0x02,0x04,0x06,0x08,0x0A,0x0C,0x0E,
0x01,0x03,0x05,0x07,0x09,0x0B,0x0D,0x0F};//原始數據

unsigned char CMPDATA[16];//比較數據

//仿真時在watch窗口，監控這些全局變量。

//EEPROM變量定義
unsigned char Evalvoid[16] __attribute__((section(".eeprom"))); //這個沒用到
unsigned char Eval[16] __attribute__((section(".eeprom")));

int main(void)
{
eeprom_write_byte (0x40,0xA5);//向EEPROM的0x40地址寫入數據0xA5
EDATA=eeprom_read_byte (0x40);//讀出，然后看看數據對不對？
//上面兩句編譯是有如下警告，但不必理會
//EEPROM_main.c:103: warning: passing arg 1 of `eeprom_write_byte makes pointer from integer without a cast
//EEPROM_main.c:104: warning: passing arg 1 of `eeprom_read_byte makes pointer from integer without a cast

eeprom_write_block (&ORGDATA[0], &Eval[0], 16);//塊寫入
//看看EEPROM數據是否是能失電永久保存，可以注釋上面這句程序(不寫入，只是讀出)，然后編譯，燒寫,斷電(一段時間),上電,調試。
eeprom_read_block (&CMPDATA[0],&Eval[0], 16); //塊讀出,然后看看數據對不對？

while (1);
}

/*
ATmega16包含512字節的EEPROM數據存儲器。
它是作為一個獨立的數據空間而存在的，可以按字節讀寫。
EEPROM的壽命至少為100,000次擦除周期。
EEPROM的訪問由地址寄存器EEAR、數據寄存器EEDR和控制寄存器EECR決定。
也可以通過ISP和JTAG及并行電纜來固化EEPROM數據

EEPROM數據的讀取:
當EEPROM地址設置好之后，需置位EERE以便將數據讀入EEDR。
EEPROM數據的讀取需要一條指令，且無需等待。
讀取EEPROM后CPU要停止4個時鐘周期才可以執行下一條指令。
注意:用戶在讀取EEPROM時應該檢測EEWE。如果一個寫操作正在進行，就無法讀取EEPROM，也無法改變寄存器EEAR。

EEPROM數據的寫入:
1 EEPROM的寫訪問時間(自定時時間，編程時間)
自定時功能可以讓用戶軟件監測何時可以開始寫下一字節。(可以采用中斷方式)
經過校準的1MHz片內振蕩器用于EEPROM定時,不倚賴CKSEL熔絲位的設置。
改變OSCCAL寄存器的值會影響內部RC振蕩器的頻率因而影響寫EEPROM的時間。
EEPROM自定時時間約為8.5 ms即1MHz片內振蕩器的8448個周期
注意：這個時間是硬件定時的，數值比較保險，其實真正的寫入時間根本就用不了8.5mS那么長,而且跟電壓有關，但芯片沒有提供其他的檢測編程完成的方法
這個問題表現在舊版的AT90S系列上面，由于沒有自定時，數值定得太短，ATMEL給人投訴到頭都爆，呵呵！
參考:《用ATmega8535替換AT90S8535》文檔里面的
寫EEPROM定時的改進
在AT90S8535中寫EEPROM的時間取決于供電電壓，通常為2.5ms@VCC=5V，4ms@VCC=2.7V。
ATmega8535中寫EEPROM的時間為8448個校準過的RC振蕩器周期(與系統時鐘的時鐘源和頻率無關)。
假定校準過的RC振蕩器為1.0MHz，則寫時間的典型值為8.4ms，與VCC無關。

2為了防止無意識的EEPROM寫操作，需要執行一個特定的寫時序
(如果使用編譯器的自帶函數，無須自己操心)
寫時序如下(第3步和第4步的次序并不重要)：
1.等待EEWE位變為零
2.等待SPMCSR中的SPMEN位變為零
3.將新的EEPROM地址寫入EEAR(可選)
4.將新的EEPROM數據寫入EEDR(可選)
5.對EECR寄存器的EEMWE寫"1"，同時清零EEWE
6.在置位EEMWE的4個周期內，置位EEWE
經過寫訪問時間之后，EEWE硬件清零。
用戶可以憑借這一位判斷寫時序是否已經完成。
EEWE置位后，CPU要停止兩個時鐘周期才會運行下一條指令。

注意：
1:在CPU寫Flash存儲器的時候不能對EEPROM進行編程。
在啟動EEPROM寫操作之前軟件必須檢查Flash寫操作是否已經完成
步驟(2)僅在軟件包含引導程序并允許CPU對Flash進行編程時才有用。
如果CPU永遠都不會寫Flash，步驟(2)可省略。

2:如果在步驟5和6之間發生了中斷，寫操作將失敗。
因為此時EEPROM寫使能操作將超時。
如果一個操作EEPROM的中斷打斷了另一個EEPROM操作，EEAR或EEDR寄存器可能被修改，引起EEPROM操作失敗。
建議此時關閉全局中斷標志I。
經過寫訪問時間之后，EEWE硬件清零。用戶可以憑借這一位判斷寫時序是否已經完成。
EEWE置位后，CPU要停止兩個時鐘周期才會運行下一條指令。