基于SM320F2812 SPI總線的擴(kuò)展EEPROM設(shè)計

0 引言

EEPROM(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory電可擦可編程只讀存儲器)，是一種掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲芯片.在實(shí)際應(yīng)用中，為了保持程序能夠統(tǒng)一，又必須在程序中使用不同的參數(shù)，可以使用EEPROM進(jìn)行擴(kuò)展存儲，將需要使用的數(shù)據(jù)存儲在EEPROM中.當(dāng)系統(tǒng)上電開始工作時，首先從EEPROM中讀取參數(shù)，然后執(zhí)行應(yīng)用.本文采用了ATMEL公司的EEPROM存儲器AT25010及TI公司推出的2000系列DSP TMS320F2812,很好地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的擦寫和存儲.AT25010采用了標(biāo)準(zhǔn)的SPI總線接口，所以與DSP經(jīng)過簡潔的設(shè)計連接后即可實(shí)現(xiàn)硬件連接.

1.AT25010介紹

AT25010是ATMEL公司推出的串行外設(shè)接口可擦寫存儲器，具有1KB(128*8)字節(jié)容量和掉電后數(shù)據(jù)保持功能，主要用于低電壓和低功耗應(yīng)用中.

2.TMS320F2812的SPI接口介紹

TMS320F2812是TI公司推出的32位的定點(diǎn)DSP,主要應(yīng)用于控制領(lǐng)域.DSP主頻可以通過軟件進(jìn)行設(shè)置，最高可以達(dá)到150MHz,內(nèi)部集成了豐富的資源，可以大大簡化外圍電路的設(shè)計.

TMS320F2812的串行外設(shè)接口(SPI)是一個高速同步的串行輸入/輸出口，通信速率和通信數(shù)據(jù)長度都是可編程的，通常用于DSP處理器和外部外設(shè)以及其他處理器之間進(jìn)行通信.

SPI接口有一個16級的接收和傳輸FIFO,可以減少工作時CPU的開銷.

3.硬件設(shè)計

為了使D S P能夠從E E P R O M中正確寫入和讀出數(shù)據(jù)， 需要對硬件進(jìn)行正確的設(shè)置.

TMS320F2812處理器SPI模塊有4個外部引腳，分別是SPI從輸出/主輸入引腳SPISOMI.SPI從輸入/主輸出引腳SPISIMO.SPI從發(fā)送使能引腳SPISTE.SPI串行時鐘引腳SPICLK.AT25010與TMS320F2812的硬件接口電路如圖1示所.圖1中將DSP的SPISTE引腳與AT25010的片選信號引腳CS相連，使DSP能控制是否選通芯片;DSP的SPISOMI引腳與A T 2 5 0 1 0的數(shù)據(jù)輸出引腳S O相連，接收AT25010發(fā)送的數(shù)據(jù);DSP的SPISIMO引腳與AT25010的數(shù)據(jù)輸出引腳SI相連，向AT25010發(fā)送數(shù)據(jù);DSP的SPICLK引腳與AT25010的串行時鐘引腳SCK相連，向AT25010提供時鐘信號，使其能夠與DSP保持同步.AT25010芯片寫保護(hù)引腳WP(Write Protect)控制是否能夠?qū)ζ鋵懭霐?shù)據(jù).當(dāng)將此引腳置高電平時，DSP可以對AT25010芯片寫入或者讀取數(shù)據(jù);當(dāng)將此引腳置低電平時，DSP只能對AT25010芯片進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)的操作，而不能對其寫入數(shù)據(jù).電路設(shè)計時將AT25010的WP引腳通過電阻拉高.

4.軟件設(shè)計

在D S P開始對A T 2 5 0 1 0進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入和讀取之前， 按照設(shè)計要求進(jìn)行初始化.對TMS320F2812的設(shè)置：首先關(guān)閉可屏蔽中斷，設(shè)置中斷屏蔽寄存器，開啟系統(tǒng)SPI時鐘使能，允許SPI串行外設(shè)接口正常工作.其次，DSP采用發(fā)送數(shù)據(jù)的方式對AT25010進(jìn)行初始化，當(dāng)DSP需要對AT25010寫入數(shù)據(jù)時，向AT25010發(fā)送寫入控制指令，并控制時鐘同步信號和片選使能信號，向指定的地址寫入數(shù)據(jù);當(dāng)DSP需要對AT25010讀取數(shù)據(jù)時，向AT25010發(fā)送讀取數(shù)據(jù)的控制指令，從指定地址中讀取數(shù)據(jù).

4.1 SPI初始化

初始化SPI模塊，需要打開系統(tǒng)的SPI使能寄存器，設(shè)置SPI的波特率，配置SPI數(shù)據(jù)發(fā)送模塊寄存器.數(shù)據(jù)接收模塊寄存器.狀態(tài)控制寄存器和FIFO寄存器，滿足正常系統(tǒng)工作要求.

4.2 AT25010設(shè)置

當(dāng)DSP需要讀取AT25010指定地址的數(shù)據(jù)時，必須按照以下順序.在片選引腳CS拉低選中AT25010芯片后，“讀指令”必須首先發(fā)送至AT25010,然后發(fā)送地址數(shù)據(jù).如果DSP讀取數(shù)據(jù)完畢，片選引腳CS拉高為高電平.

當(dāng)DSP當(dāng)DSP需要向AT25010指定地址寫入數(shù)據(jù)時，也必須按照一定的順序執(zhí)行.首先必須確認(rèn)寫保護(hù)引腳WP是高電平，然后確認(rèn)被寫入的地址沒有被鎖定.寫入數(shù)據(jù)時，DSP首先向AT20501發(fā)送寫使能信號WREN.然后才能執(zhí)行寫操作.在片選引腳CS拉低選中AT25010芯片后，8位的地址和8位的數(shù)據(jù)分別被DSP發(fā)送到AT25010芯片，對指定地址寫入數(shù)據(jù).對AT25010芯片設(shè)置后，可以進(jìn)行頁寫入，可一次寫入大量數(shù)據(jù)，節(jié)省系統(tǒng)資源.[!--empirenews.page--]

4.3 程序設(shè)計

讀取數(shù)據(jù)的程序設(shè)計架構(gòu)如下：

SpiaRegs.SPITXBUF=0×0300;//發(fā)送讀取指令SpiaRegs.SPITXBUF=(Addr《8);//發(fā)送需要讀取數(shù)據(jù)的地址位SpiaRegs.SPITXBUF=0×0000;//發(fā)送一位空指令val=SpiaRegs.SPIRXBUF;//讀取指定地址的數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù)的程序設(shè)計架構(gòu)如下：

SpiaRegs.SPITXBUF=0×0200;//發(fā)送寫入指令SpiaRegs.SPITXBUF=(Addr《8);//發(fā)送需要寫入數(shù)據(jù)的地址位SpiaRegs.SPITXBUF=(Data《8);//發(fā)送需要寫入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)SpiaRegs.SPITXBUF=0×0400;//WRDI5.數(shù)據(jù)寫入和讀取實(shí)驗(yàn)。

如圖2 .

編寫軟件代碼，進(jìn)行DSP對AT25010寫入和讀取數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn).

由于AT25010是1KB的存儲器，DSP最多只能向AT25010寫入128個8位數(shù)據(jù).在軟件中設(shè)置一個9位的數(shù)組，分別賦值由0×11至0×99,地址使用0-8共9個地址位.DSP采用循環(huán)發(fā)送的方式，將數(shù)組中的數(shù)據(jù)發(fā)送到存儲芯片中.

然后DSP進(jìn)行讀取操作，從存儲芯片的地址位中讀出數(shù)據(jù)，寫入到另一個數(shù)組中并對讀取和寫入的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否正確.結(jié)果如圖3所示.

由圖3可以看出，讀取和寫入的數(shù)據(jù)完全一致.對于使用數(shù)據(jù)量較大的系統(tǒng)，可以更換容量更大的存儲器，使用文中的硬件設(shè)計和程序設(shè)計，同樣可滿足需求.

6.結(jié)語

本設(shè)計使用DSP芯片自帶的SPI接口進(jìn)行硬件設(shè)計，節(jié)省了設(shè)計時間，降低了電路設(shè)計的復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)掉電以后數(shù)據(jù)的存儲，并可解決由于數(shù)據(jù)不同造成的程序一致性的問題.此設(shè)計滿足了系統(tǒng)的要求，適用于各種需要掉電后保存數(shù)據(jù)的嵌入式系統(tǒng).