stc单片机外部掉电数据保存到EEPROM（Flash模拟）
本帖最后由 yongxiangu 于 2015-5-14 11:23 编辑在单片机应用中，有时需要将当前的数据保存，以便下次上电后，以保存的数据为基础继续运行。比如流量传感器，通过积分可以算出累积总量，即一共流过了多少立方米。单片机断电后，累积总量需要保存，下次上电后，再次累积。对于真实的EEPROM或者Flash模拟的EEPROM，可以每隔一段时间存储一下，比如1秒存储一次，这样就不怕掉电数据丢失了，但这两种EEPROM都是有寿命限制的，在多次擦写之后，可能会失效。因此，可以利用掉电时电容中的余电进行数据存储，这样大大缩短对EEPROM的擦写次数。
官方针对stc15实验箱给出了一个例程，
/*---------------------------------------------------------------------*/
/* --- STC MCU International Limited ----------------------------------*/
/* --- STC 1T Series MCU Demo Programme -------------------------------*/
/* --- Mobile: (86)13922805190 ----------------------------------------*/
/* --- Fax: 86-0513-55012956,55012947,55012969 ------------------------*/
/* --- Tel: 86-0513-55012928,55012929,55012966 ------------------------*/
/* --- Web: www.GXWMCU.com --------------------------------------------*/
/* --- QQ:800003751 -------------------------------------------------*/
/* 如果要在程序中使用此代码,请在程序中注明使用了宏晶科技的资料及程序 */
/*---------------------------------------------------------------------*/
/************* 本程序功能说明 **************
用STC的MCU的IO方式控制74HC595驱动8位数码管。
用户可以修改宏来选择时钟频率.
使用Timer0的16位自动重装来产生1ms节拍,程序运行于这个节拍下, 用户修改MCU主时钟频率时,自动定时于1ms.
本例程使用5V版本的IAP15F2K61S2或STC15F2KxxS2。用户可以在"用户定义宏"中按具体的MCU修改掉电保存的EEPROM地址。
显示效果为: 上电后显示秒计数, 计数范围为0~10000，显示在右边的5个数码管.
当掉电后，MCU进入低压中断，对秒计数进行保存。MCU上电时读出秒计数继续显示。
用户可以在"用户定义宏"中选择滤波电容大还是小。
大的电容(比如1000uF)，则掉电后保持的时间长，可以在低压中断中擦除后(需要20多ms时间)然后写入。
小的电容，则掉电后保持的时间短, 则必须在主程序初始化时先擦除.
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注意：下载时，下载界面"硬件选项"中下面的项要固定如下设置:
不勾选 允许低压复位(禁止低压中断)
低压检测电压 4.64V
不勾选 低压时禁止EEPROM操作.
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******************************************/
#define MAIN_Fosc 22118400L //定义主时钟
#include "STC15Fxxxx.H"
#define DIS_DOT 0x20
#define DIS_BLACK 0x10
#define DIS_ 0x11
/****************************** 用户定义宏 ***********************************/
#define LargeCapacitor 0 //0: 滤波电容比较小,1: 滤波电容比较大
#define EE_ADDRESS 0x8000 //保存的地址
#define Timer0_Reload (65536UL -(MAIN_Fosc / 1000)) //Timer 0 中断频率, 1000次/秒
/*****************************************************************************/
/************* 本地常量声明 **************/
u8 code t_display[]={ //标准字库
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,
//black - H J K L N o P U t G Q r M y
0x00,0x40,0x76,0x1E,0x70,0x38,0x37,0x5C,0x73,0x3E,0x78,0x3d,0x67,0x50,0x37,0x6e,
0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF,0x46}; //0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. -1
u8 code T_COM[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}; //位码
sbit P_HC595_SER = P4^0; //pin 14 SER data input
sbit P_HC595_RCLK= P5^4; //pin 12 RCLk store (latch) clock
sbit P_HC595_SRCLK = P4^3; //pin 11 SRCLK Shift data clock
u8 LED8; //显示缓冲
u8 display_index; //显示位索引
bit B_1ms; //1ms标志
u16 msecond;
u16 Test_cnt; //测试用的秒计数变量
u8 tmp; //通用数组
void Display(void);
void DisableEEPROM(void);
void EEPROM_read_n(u16 EE_address,u8 *DataAddress,u16 number);
void EEPROM_write_n(u16 EE_address,u8 *DataAddress,u16 number);
void EEPROM_SectorErase(u16 EE_address);
/********************** 主函数 ************************/
void main(void)
{
u8 i;
P0M1 = 0; P0M0 = 0; //设置为准双向口
P1M1 = 0; P1M0 = 0; //设置为准双向口
P2M1 = 0; P2M0 = 0; //设置为准双向口
P3M1 = 0; P3M0 = 0; //设置为准双向口
P4M1 = 0; P4M0 = 0; //设置为准双向口
P5M1 = 0; P5M0 = 0; //设置为准双向口
P6M1 = 0; P6M0 = 0; //设置为准双向口
P7M1 = 0; P7M0 = 0; //设置为准双向口
display_index = 0;
for(i=0; i<8; i++) LED8 = DIS_BLACK; //全部消隐
Timer0_1T();
Timer0_AsTimer();
Timer0_16bitAutoReload();
Timer0_Load(Timer0_Reload);
Timer0_InterruptEnable();
Timer0_Run();
EA = 1; //打开总中断
for(msecond=0; msecond < 200; ) //延时200ms
{
if(B_1ms) //1ms到
{
B_1ms = 0;
msecond ++;
}
}
EEPROM_read_n(EE_ADDRESS,tmp,2); //读出2字节
Test_cnt = ((u16)tmp << 8) + tmp; //秒计数
if(Test_cnt > 10000) Test_cnt = 0; //秒计数范围为0~10000
#if (LargeCapacitor == 0) //滤波电容比较小，电容保持时间比较短，则先擦除
EEPROM_SectorErase(EE_ADDRESS); //擦除一个扇区
#endif
Display(); //显示秒计数
PCON = PCON & ~(1<<5); //低压检测标志清0
ELVD = 1; //低压监测中断允许
PLVD = 1; //低压中断 优先级高
while(1)
{
if(B_1ms) //1ms到
{
B_1ms = 0;
if(++msecond >= 1000) //1秒到
{
msecond = 0; //清1000ms计数
Test_cnt++; //秒计数+1
if(Test_cnt > 10000) Test_cnt = 0; //秒计数范围为0~10000
Display(); //显示秒计数
}
}
}
}
/**********************************************/
/********************** 低压中断函数 ************************/
void LVD_Routine(void) interrupt LVD_VECTOR
{
u8 i;
P_HC595_SER = 0;
for(i=0; i<16; i++) //先关闭显示，省电
{
P_HC595_SRCLK = 1;
P_HC595_SRCLK = 0;
}
P_HC595_RCLK = 1;
P_HC595_RCLK = 0; //锁存输出数据
#if (LargeCapacitor > 0) //滤波电容比较大，电容保持时间比较长(50ms以上)，则在中断里擦除
EEPROM_SectorErase(EE_ADDRESS); //擦除一个扇区
#endif
tmp = (u8)(Test_cnt >> 8);
tmp = (u8)Test_cnt;
EEPROM_write_n(EE_ADDRESS,tmp,2);
while(PCON & (1<<5)) //检测是否仍然低电压
{
PCON = PCON & ~(1<<5); //低压检测标志清0
for(i=0; i<100; i++) ; //延时一下
}
}
/********************** 显示计数函数 ************************/
void Display(void)
{
u8 i;
LED8 = Test_cnt / 10000;
LED8 = (Test_cnt % 10000) / 1000;
LED8 = (Test_cnt % 1000) / 100;
LED8 = (Test_cnt % 100) / 10;
LED8 = Test_cnt % 10;
for(i=3; i<7; i++) //消无效0
{
if(LED8 > 0) break;
LED8 = DIS_BLACK;
}
}
//========================================================================
// 函数: void ISP_Disable(void)
// 描述: 禁止访问ISP/IAP.
// 参数: non.
// 返回: non.
// 版本: V1.0, 2012-10-22
//========================================================================
void DisableEEPROM(void)
{
ISP_CONTR = 0; //禁止ISP/IAP操作
ISP_CMD = 0; //去除ISP/IAP命令
ISP_TRIG= 0; //防止ISP/IAP命令误触发
ISP_ADDRH = 0xff; //清0地址高字节
ISP_ADDRL = 0xff; //清0地址低字节，指向非EEPROM区，防止误操作
}
//========================================================================
// 函数: void EEPROM_read_n(u16 EE_address,u8 *DataAddress,u16 number)
// 描述: 从指定EEPROM首地址读出n个字节放指定的缓冲.
// 参数: EE_address:读出EEPROM的首地址.
// DataAddress: 读出数据放缓冲的首地址.
// number: 读出的字节长度.
// 返回: non.
// 版本: V1.0, 2012-10-22
//========================================================================
void EEPROM_read_n(u16 EE_address,u8 *DataAddress,u16 number)
{
EA = 0; //禁止中断
ISP_CONTR = (ISP_EN + ISP_WAIT_FREQUENCY); //设置等待时间，允许ISP/IAP操作，送一次就够
ISP_READ(); //送字节读命令，命令不需改变时，不需重新送命令
do
{
ISP_ADDRH = EE_address / 256; //送地址高字节（地址需要改变时才需重新送地址）
ISP_ADDRL = EE_address % 256; //送地址低字节
ISP_TRIG(); //先送5AH，再送A5H到ISP/IAP触发寄存器，每次都需要如此
//送完A5H后，ISP/IAP命令立即被触发启动
//CPU等待IAP完成后，才会继续执行程序。
_nop_();
*DataAddress = ISP_DATA; //读出的数据送往
EE_address++;
DataAddress++;
}while(--number);
DisableEEPROM();
EA = 1; //重新允许中断
}
/******************** 扇区擦除函数 *****************/
//========================================================================
// 函数: void EEPROM_SectorErase(u16 EE_address)
// 描述: 把指定地址的EEPROM扇区擦除.
// 参数: EE_address:要擦除的扇区EEPROM的地址.
// 返回: non.
// 版本: V1.0, 2013-5-10
//========================================================================
void EEPROM_SectorErase(u16 EE_address)
{
EA = 0; //禁止中断
//只有扇区擦除，没有字节擦除，512字节/扇区。
//扇区中任意一个字节地址都是扇区地址。
ISP_ADDRH = EE_address / 256; //送扇区地址高字节（地址需要改变时才需重新送地址）
ISP_ADDRL = EE_address % 256; //送扇区地址低字节
ISP_CONTR = (ISP_EN + ISP_WAIT_FREQUENCY); //设置等待时间，允许ISP/IAP操作，送一次就够
ISP_ERASE(); //送扇区擦除命令，命令不需改变时，不需重新送命令
ISP_TRIG();
_nop_();
DisableEEPROM();
EA = 1; //重新允许中断
}
//========================================================================
// 函数: void EEPROM_write_n(u16 EE_address,u8 *DataAddress,u16 number)
// 描述: 把缓冲的n个字节写入指定首地址的EEPROM.
// 参数: EE_address:写入EEPROM的首地址.
// DataAddress: 写入源数据的缓冲的首地址.
// number: 写入的字节长度.
// 返回: non.
// 版本: V1.0, 2012-10-22
//========================================================================
void EEPROM_write_n(u16 EE_address,u8 *DataAddress,u16 number)
{
EA = 0; //禁止中断
ISP_CONTR = (ISP_EN + ISP_WAIT_FREQUENCY); //设置等待时间，允许ISP/IAP操作，送一次就够
ISP_WRITE(); //送字节写命令，命令不需改变时，不需重新送命令
do
{
ISP_ADDRH = EE_address / 256; //送地址高字节（地址需要改变时才需重新送地址）
ISP_ADDRL = EE_address % 256; //送地址低字节
ISP_DATA= *DataAddress; //送数据到ISP_DATA，只有数据改变时才需重新送
ISP_TRIG();
_nop_();
EE_address++;
DataAddress++;
}while(--number);
DisableEEPROM();
EA = 1; //重新允许中断
}
/**************** 向HC595发送一个字节函数 ******************/
void Send_595(u8 dat)
{
u8 i;
for(i=0; i<8; i++)
{
dat <<= 1;
P_HC595_SER = CY;
P_HC595_SRCLK = 1;
P_HC595_SRCLK = 0;
}
}
/********************** 显示扫描函数 ************************/
void DisplayScan(void)
{
Send_595(~T_COM); //输出位码
Send_595(t_display]); //输出段码
P_HC595_RCLK = 1;
P_HC595_RCLK = 0; //锁存输出数据
if(++display_index >= 8) display_index = 0; //8位结束回0
}
/********************** Timer0 1ms中断函数 ************************/
void timer0 (void) interrupt TIMER0_VECTOR
{
DisplayScan(); //1ms扫描显示一位
B_1ms = 1; //1ms标志
}
例程中采用 LVD_Routine(void) interrupt 6中断服务函数将当前示数保存到EEPROM（Flash模拟），基本原理是检测单片机的供电电压VCC，当低于一定数值的时候触发中断6。
stc15手册中还给出了一个更好的办法，在线性电源芯片之前对电压进行检测，这样就可以提前检测到外部掉电，给数据保存留出更多的时间。硬件上需要增加两个分压电阻。
http://www.quputer.com/blog/wp-content/uploads/2015/05/lvd.png
接下来我想测试一下，掉电时电容的余电最多能够保存多少字节的数据，比如需要存储大概10个字节的数据，而测试最多能保存30个，就可以放心地采用掉电存储了，若是测试最多能存10几个，就要加大电容了。
main函数中，一开始串口初始化，比较器初始化，接着输出EEPROM中的数据，如果此前拔掉过电源，输出的数据就是上次拔掉电源时保存的数据，接下来擦除整个扇区（Flash模拟的EEPROM，字节编程之前，内容必须是0xFF，而擦除必须整个扇区擦除，这是和真实EEPROM不一样的地方），因为擦除整个扇区比较耗时，所以不能放在比较器中断服务函数中。
#include "STC15F2K60S2.h"
#include "common.h"
#include "uart.h"
#include "eeprom.h"
#include "lvd.h"
void main()
{
UCHAR i;
UartInit(); //串口初始化
ComparatorInit();//开启比较器中断，外部掉电时触发中断
for(i = 0; i < 255; i++)
{
SBUF = EromReadDat(512 + i); //输出第二个扇区的内容
while(TI == 0);
TI = 0;
}
EromEraseSector(1);//擦除第二个扇区
while(1);
}
比较器中断服务函数则负责向扇区中逐个写入数据，直到电容中的电全部耗完。
#include "lvd.h"
#include "STC15F2K60S2.h"
#include "eeprom.h"
#include "common.h"
//CMPCR1: CMPEN CMPIF PIE NIE PIS NIS CMPOE CMPRES
//CMPCR2: INVCMPO DISFLT LCDTY
void ComparatorInit()
{
CMPCR1 = 0x90; //CMPEN = 1，使能比较器模块； NIE = 1，比较器下降沿中断使能；
//PIS = 0，选择外部P5.5为比较器的正极输入源；NIS = 0，选择内部BandGap电压为比较器的负极输入源。
CMPCR2 = 0x40; //DISFLT = 1，关掉比较器输出的0.1us Filter（可以让比较器速度有少许提升）;
//LCDTY = 0，比较器输出端filter长度为0
EA = 1;
}
void ComparatorRoutine() interrupt 21
{
UCHAR i;
CMPCR1 &= 0xBF; //清除CMPIF标志
// EromEraseSector(1);//擦除第二个扇区
for(i = 0; i < 255; i++)
{
EromWriteDat(512 + i, i);
}
while(CMPCR1 & 0x40 != 0) //检测是否仍然低电压，避免仍然有余电，重复进入中断造成数据保存混乱
{
CMPCR1 &= 0xBF; //清除CMPIF标志
for(i = 0; i < 100; i++);
}
}
下图是测试结果，可以保存67（0x43）个字节，这个结果对于存储几个字节的数据还是相当不错的。
http://www.quputer.com/blog/wp-content/uploads/2015/05/eeprom.png
最后上传完成程序包，
这个方法果然不错，赞 如果擦除扇区操作放在掉电中断里做，则一个字节都存不成功 yongxiangu 发表于 2015-5-15 17:28
如果擦除扇区操作放在掉电中断里做，则一个字节都存不成功
很好的例子，我想把整个字库都放到EEPROM里面，如果我需要读取需要的字的时候怎么处理呢？ liaihua1997 发表于 2015-9-27 18:22
很好的例子，我想把整个字库都放到EEPROM里面，如果我需要读取需要的字的时候怎么处理呢？ ...
我没搞过字库，不过字库反正不用擦除，放进去不用改，按照自己的算法放进去再读出来就可以了吧 正在用stc，学习下。 记号一下，用的上再过来拿 谢谢分享
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