旧文备份:AVR读写EEPROM分析

由于AVR的EEPROM写周期比较长(一般为毫秒级),因此在编程使用过程中要特别注意.对于读EEPROM没什么好说的,读一个字节的数据要耗费4个时钟周期,可以忍受,写就比较麻烦了,虽然放在EEPROM的数据都不是频繁访问的;虽然可以用读-比较-写的机制降低EEPROM的写操作频度,但在写入过程中,过长的写入周期还是会造成一些问题,下面就分析一下几种方式的EEPROM写操作.

1. 循环查询式

将地址和数据写入EEPROM相关的寄存器,置写标志后就循环不断查询写完成标志,直到写完成,退出循环,顺序执行其他程序.在置写入标志到写完成的这段时间,程序除了不断查询写完成标志和响应硬件中断之外什么也不干,这段时间就这么浪费了,如果是个实时性要求比较高的应用,浪费的就不仅是时间了,很可能在这段时间里I/O状态的变化不能得到及时的响应,如果一下子要进行多个字节的EEPROM的写入操作,那情况会更糟.针对这种情况,有种解决办法就是,这个写完成查询放在软件的死循环中(无操作系统的情况下,系统启动后都要进入一个死循环),每循环一次查询一次写完成标志,这样就不必一直等待写操作完成而可以干别的事情了,但是这样会带来两个问题.一是,如果死循环周期无法保证,则每一次的EEPROM写操作的完成标志查询也得不到保证,从而进行一次EEPROM写操作的周期也无法保证(最长延迟时间就是一个死循环周期的最长时间);二是,在执行一次EEPROM写入操作到写完成这段时间里死循环里其它的子程序不能进行EEPROM读写操作.第一个问题如果能保证最大循环周期在延迟允许范围内就不是问题了,否则就得采取下面讲到的方式二了;第二个问题的解决方法是每次EEPROM读写操作都要在其中加入对EEPROM写完成标志寄存器的判断,如果有数据正在写入,则等待或退出,但等待和退出又会造成等待延迟和写入操作不成功的问题,解决办法是先放入一个数据缓冲区,待上一次写入操作完成,再从缓冲区里拽出一个字节进行下一次写入周期,但这又会涉及到选择合适的缓冲区大小以及的问题,这个问题在下面中断式操作里继续讨论.

1. 定时查询式

在写入EEPROM地址和数据寄存器置写标志后启动定时器,定时查询写完成标志,这种方法继承了方式1的大部分优缺点,唯一的进步就是能够确定写操作延迟时间为定时周期.

1. 中断式

编写EEPROM写完成中断子程序,设置一个FIFO缓冲区,要写入的数据先放入这个FIFO,如果EEPROM操作空闲,则从FIFO中揪一字节数据出来写EEPROM,置完写完成标志就返回,然后去干别的事情,EEPROM写完成产生一个中断,在中断服务程序中再从FIFO中揪一个字节去写EEPROM,如此循环直到FIFO空,这种方式虽然能在第一时间完成一次写操作,但是还是有个和和方式1中提到一样的问题,怎么选择这个FIFO的大小.小了,待写入数据可能溢出丢失,大了,多大算大,1K够不够,10K够不够,硬件上有这么多RAM空间么,这就需要根据实际资源和系统需求来定了.如果EEPROM写操作频率很低,比一次EEPROM写操作间隔还要长得多,那么几个单位的FIFO就足够了;如果EEPROM写操作频率可能很高或一次大批量连续写入数据就要求很大的FIFO,达到能够保证数据不丢失,这就要根据批量数据大小和写频率来定了,另外还要考虑可用RAM空间的限制来找出最佳值,同时有FIFO溢出一定要制定相应的应对措施.

最后注意两点:

1. 读写之前一定要检测是否已经有EEPROM写操作;在写完成之后一定要再读出写入的数据校验写入操作是否成功,不成功则EEPROM损坏,要做好应对措施.
2. 如果要保存一个16位的数据,一定要保证在这16位数据分成的两字节都成功写入了EEPROM再去读该数据,否则在刚写完一个字节就去读该数据,得到的数据显然不是你想要的,如果该数据是一重要参数,后果可想而知.

   (2007.11.5)