AT28C系列EEPROM中數(shù)據(jù)的保護(hù)

1  前言
　　EEPROM是一種具有掉電記憶功能的存貯器，其內(nèi)容可以象普通RAM一樣進(jìn)行改寫，而且改寫時(shí)能夠自動(dòng)擦除并換成新內(nèi)容。它不象EPROM那樣需要紫外線擦除；而只需用電即可擦除并改寫存貯在其內(nèi)部的內(nèi)容。EEPROM通常在內(nèi)部帶有編程電源。由于它只需外接單一＋5V電源，因此使用起來(lái)十分方便。和串行芯片相比，并行EEPROM的電路接口和編程設(shè)計(jì)均簡(jiǎn)單得多，所以在對(duì)電路板面積要求不很苛刻的情況下，使用EEPROM存貯器還是十分的方便。
2  并行EEPROM中數(shù)據(jù)丟失的原因
　　并行EEPROM通常采用總線擴(kuò)展接口方法，圖1所示是基于AT28C256的接口電路，其中為地址譯碼產(chǎn)生的片選信號(hào)為單片機(jī)的讀、寫信號(hào)。

編程時(shí)，只需一句MOVX指令即可完成EEP－ROM存貯器的讀、寫操作，使用十分方便，但并行EEPROM在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)往往會(huì)受到干擾而導(dǎo)致其存貯在內(nèi)部的數(shù)據(jù)內(nèi)容發(fā)生改變，從而造成數(shù)據(jù)的損壞或丟失。
　　經(jīng)分析，EEPROM存貯器的數(shù)據(jù)丟失主要發(fā)生在系統(tǒng)上電、掉電或復(fù)位等情況下。主要表現(xiàn)在以下兩種情況：
　?。?）當(dāng)整個(gè)數(shù)據(jù)存貯系統(tǒng)中的CPU在復(fù)位信號(hào)解除后，一般都將會(huì)延時(shí)數(shù)百μs時(shí)間，因此，在這段時(shí)間內(nèi)，讀信號(hào)、寫信號(hào)、地址信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)都可能隨機(jī)變化，從而造成對(duì)存貯器的誤寫操作而使其中的數(shù)據(jù)改變。
　?。?）在電源緩慢升降過(guò)程中，當(dāng)CPU處于臨界工作狀態(tài)時(shí)，其讀寫時(shí)序可能會(huì)出現(xiàn)混亂，從而使存貯器中的數(shù)據(jù)發(fā)生改變。
3 AT28C系列EEPROM簡(jiǎn)介
　　圖2所示是ATMEL公司的AT28C系列并行EEPROM存貯器的邏輯框圖，該系列中的主要產(chǎn)品有AT28C64（8K×8）、AT28C256（32K×8）、AT28C010（128K×8）、AT28C040（512K×8）等型號(hào)，它們的結(jié)構(gòu)基本相同。和普通的28系列EEPROM相比，AT28C系列EEPROM具有如下特點(diǎn)：
　　●具有64、128或256字節(jié)的標(biāo)識(shí)字節(jié)（不同型號(hào)有不同）；
　　●可快速讀取，讀取時(shí)間范圍為120ns～150ns；
　　●具有字節(jié)和頁(yè)兩種寫模式，在頁(yè)寫模式中，EEPROM存貯器的內(nèi)部定時(shí)器控制時(shí)序可在一個(gè)內(nèi)部編程周期內(nèi)寫入一頁(yè)數(shù)據(jù)，其頁(yè)容量為64、128或256字節(jié)（依型號(hào)不同而不同）；
　　●可提供數(shù)據(jù)保護(hù)功能，具有卓越的抗干擾能力。

　在上述特性中，最具吸引力的無(wú)疑是完善的數(shù)據(jù)保護(hù)功能。
4  AT28C系列的數(shù)據(jù)保護(hù)措施
　　AT28C系列EEPROM一般采用硬件數(shù)據(jù)保護(hù)和軟件數(shù)據(jù)保護(hù)（SDP）兩類措施。
　　4．1  硬件數(shù)據(jù)保護(hù)
　　AT28C系列EEPROM的硬件數(shù)據(jù)保護(hù)措施有以下幾種：
　　第一種措施是對(duì)Vcc實(shí)施監(jiān)控，當(dāng)Vcc低于3．8V時(shí)，禁止對(duì)EEPROM的寫入；第二種是采用上電延時(shí)，即在系統(tǒng)上電時(shí)，當(dāng)Vcc上升到3．8V后再延時(shí)5ms才允許寫入數(shù)據(jù)；第三種是寫入禁止，即在為低電平、為高電平或?yàn)楦唠娖竭@三個(gè)條件中的任何一個(gè)出現(xiàn)時(shí)，禁止寫入數(shù)據(jù)；最后一種是采用噪聲濾波，以便使得和信號(hào)線上窄于15ns的脈沖不能觸發(fā)寫操作。
　　4．2　軟件數(shù)據(jù)保護(hù)
　　軟件控制的數(shù)據(jù)保護(hù)功能可以由用戶編程來(lái)啟動(dòng)或禁止，芯片出廠時(shí)設(shè)定為禁止。

過(guò)執(zhí)行三條特定寫指令的序列可以使芯片進(jìn)入SDP狀態(tài)。一旦芯片進(jìn)入SDP狀態(tài)，應(yīng)首先執(zhí)行此寫指令序列來(lái)使芯片允許寫入，隨后進(jìn)行字節(jié)或頁(yè)寫入操作，然后再使EEPROM自動(dòng)進(jìn)入SDP狀態(tài)。以AT28C256為例的使能算法如圖3所示。
　　將RAM中長(zhǎng)度為N（N＜64）的字節(jié)數(shù)組mydata存入AT28C256中起始地址為address的連續(xù)存儲(chǔ)空間的C51程序如下：

不同型號(hào)的三條寫指令序列地址和數(shù)據(jù)值將有所不同，對(duì)于AT28C64，這三個(gè)地址值為1555、0AAA和1555，而三個(gè)數(shù)據(jù)值則相同。
　　退出SDP狀態(tài)（如AT28C256）的算法如圖4所示。對(duì)于不同型號(hào)，地址和數(shù)據(jù)值也會(huì)有所不同。
　　需要指出的是，這里所說(shuō)的三條寫指令序列，只是用于EEPROM內(nèi)部SDP所需的邏輯判斷，而不會(huì)改變EEPROM中這三個(gè)地址的內(nèi)容。
5　結(jié)論
　　筆者曾用MP－100型編程器重寫具有SDP功能的AT28C256芯片，結(jié)果未能改變?nèi)我庖粋€(gè)字節(jié)的內(nèi)容。在開發(fā)的多款儀器中，利用該技術(shù)擴(kuò)展AT28C系列EEPROM后，從未出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。
　　實(shí)踐證明，AT28C系列EEPROM的數(shù)據(jù)保護(hù)功能非常有效，尤其是其軟件數(shù)據(jù)保護(hù)功能。由于其具有卓越的抗干擾能力，因此值得推薦使用。