AVR104缓存和中断方式EEPROM写入..doc

AVR104: 缓存和中断方式EEPROM写入 EEPROM 缓存 高效 EEPROM 访问 缓存访问控制 EEPROM 缓存重写 介绍 许多应用中使用了 AVR 单片机内置的 EEPROM 来保存和恢复参数。存放单个字节到 EEPROM 的编程时间在 3 到 8.5 ms 左右，在这个写入时间里写入访问被禁止。传统上是使用查询法来判断 EEPROM 写入是否完成的，这篇应用笔记介绍一种使用缓存和中断方法，明显的提高了程序的性能，和查询法相比还减少了电源的功耗（在等待期间可以进入休眠模式）。 提高性能和降低功耗直接关系到系统。当执行 EEPROM 写访问查询时，所有资源（除了中断）都被查询所占用，而中断法在“等待” EEPROM 写入完成中断时，可以将单片机释放出来去执行其它代码。与查询法相比，中断驱动写每字节的 EEPROM 最多可以释放 8.5 ms 时间 –依赖于芯片编程时间和系统时钟频率。 理论 AVR 单片机既可以通过中断方式也可以通过查询方式写内部的 EEPROM，两种方法有各自的优点，但是从执行性能看要选择中断方式。 轮询法 轮询就是在读写时，查询 EEWE 状态标志位来保证写周期已经完成。如果写周期还在进行中，单片机将等待并不停检查标志位，直到标志位被清楚后才继续进行。检查自编程是否被激活也是必要的，在需要时，要等待 SPM 操作完成。如果不使用自编程，可以忽略这个步骤。一旦标志位被清除，就可以启动下一个 EEPROM 操作了。轮询法的优点是代码紧凑，主要缺点是单片机在等待 EEPROM 写入时浪费了很多时间。一个典型的单字节写子程序如下： EEPROM_WR: ;EEPROM Write Sub-Routine sbic EECR, EEWE ;If EEWE Not Clear rjmp EEPROM_WR ;Wait Longer SPM_BUSY: ;(Omit if Self-Programming is Not Used) sbic SPMCR, SPMEN ;If SPMEN Not Clear rjmp SPM_BUSY ;Wait Longer out EEARH, r16 ;Output Address Byte (High) out EEARL, r17 ;Output Address Byte (Low) out EEDR, r18 ;Output Data Byte cli ;Disable Global Interrupts sbi EECR, EEMWE ;Set Master Write Enable sbi EECR, EEWE ;Set EEPROM Write Strobe ;This instruction takes four clock ;cycles. sei ;Enable Global Interrupts ret ;Return From Sub-Routine 中断法 在中断驱动法，不需要查询 EEWE 状态位确定 EEPROM 写入完成，EEPROM 就绪中断是 EEWE 状态位被清除时触发的。如果使用了自编程，还是需要查询 SPMEN 状态位的，保证当前没有处于自编程状态。中断驱动法的主要优点是减少了处理器的负荷。 如果使用了缓存中断驱动 EEPROM 访问的效率更高：缓存保存需要写入 EEPROM 的参数，中断程序从缓存中获取数据。中断复位程序 (ISR) 的复杂度和写入 EEPROM 的字节数有关。这个程序对单字节缓存是相对简单的，但是当需要写入多字节时就变得复杂了。为了写入多字节，缓存区需要一个计数变量，用来跟踪当前使用的缓冲区位置。计数器就是缓存索引指针。 缓存结构 在一个努力简化和增强的多字节写入中断驱动法，在片内 SRAM 中构造了两个缓冲区。两个缓冲区分别负责缓存地址和数据。Atmega 系列最小 EEPROM 是 512 字节，这需要 2 字节标识地址，这样1 字节的 EEPROM 缓存就是 3 个字节。 图1. EEPROM 访问的 数据和地址 LIFO 缓存 缓存大小 缓存 EEPROM 写入主要考虑的因素之一是缓冲区的大小。缓冲区大小影响性能，因为需要有哪些信誉好的足球投注网站缓冲区查找 EEPROM 地址是否已经在缓存中了；如果在就需要在写入时更新，或者在读取时返回其内容。 EEPROM 也扮演了决定合适缓冲区大小的角色，必须考虑包括 EEPROM 和 EEPROM 使用和/或更新的字节数。如果有许多字节在短时间内要写入 EEPROM，缓存需要足够大来容纳这些数据。 提供一个方法来决定合适的缓存大小超出了这篇文档的范围，缓存大小需要由