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

0 引言

EEPROM(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)，是一種掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲(chǔ)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(chǔ)，將需要使用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在EEPROM中.當(dāng)系統(tǒng)上電開(kāi)始工作時(shí)，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(chǔ)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(xiě)和存儲(chǔ).AT25010采用了標(biāo)準(zhǔn)的SPI總線接口，所以與DSP經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)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(xiě)存儲(chǔ)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(guò)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(jiǎn)化外圍電路的設(shè)計(jì).

TMS320F2812的串行外設(shè)接口(SPI)是一個(gè)高速同步的串行輸入/輸出口，通信速率和通信數(shù)據(jù)長(zhǎng)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(gè)16級(jí)的接收和傳輸FIFO,可以減少工作時(shí)CPU的開(kāi)銷(xiāo).

3.硬件設(shè)計(jì)

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

TMS320F2812處理器SPI模塊有4個(gè)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(shí)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(hào)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(shí)鐘引腳SCK相連，向AT25010提供時(shí)鐘信號(hào)，使其能夠與DSP保持同步.AT25010芯片寫(xiě)保護(hù)引腳WP(Write Protect)控制是否能夠?qū)ζ鋵?xiě)入數(shù)據(jù).當(dāng)將此引腳置高電平時(shí)，DSP可以對(duì)AT25010芯片寫(xiě)入或者讀取數(shù)據(jù);當(dāng)將此引腳置低電平時(shí)，DSP只能對(duì)AT25010芯片進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)的操作，而不能對(duì)其寫(xiě)入數(shù)據(jù).電路設(shè)計(jì)時(shí)將AT25010的WP引腳通過(guò)電阻拉高.

4.軟件設(shè)計(jì)

在D S P開(kāi)始對(duì)A T 2 5 0 1 0進(jìn)行數(shù)據(jù)寫(xiě)入和讀取之前， 按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行初始化.對(duì)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(kāi)啟系統(tǒng)SPI時(shí)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(duì)AT25010進(jìn)行初始化，當(dāng)DSP需要對(duì)AT25010寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，向AT25010發(fā)送寫(xiě)入控制指令，并控制時(shí)鐘同步信號(hào)和片選使能信號(hào)，向指定的地址寫(xiě)入數(shù)據(jù);當(dāng)DSP需要對(duì)AT25010讀取數(shù)據(jù)時(shí)，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(kāi)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(mǎn)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(shí)，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(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，也必須按照一定的順序執(zhí)行.首先必須確認(rèn)寫(xiě)保護(hù)引腳WP是高電平，然后確認(rèn)被寫(xiě)入的地址沒(méi)有被鎖定.寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，DSP首先向AT20501發(fā)送寫(xiě)使能信號(hào)WREN.然后才能執(zhí)行寫(xiě)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(duì)指定地址寫(xiě)入數(shù)據(jù).對(duì)AT25010芯片設(shè)置后，可以進(jìn)行頁(yè)寫(xiě)入，可一次寫(xiě)入大量數(shù)據(jù)，節(jié)省系統(tǒng)資源.[!--empirenews.page--]

4.3 程序設(shè)計(jì)

讀取數(shù)據(jù)的程序設(shè)計(jì)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(jì)架構(gòu)如下：

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

如圖2 .

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

由于AT25010是1KB的存儲(chǔ)器，DSP最多只能向AT25010寫(xiě)入128個(gè)8位數(shù)據(jù).在軟件中設(shè)置一個(gè)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(gè)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(chǔ)芯片中.

然后DSP進(jìn)行讀取操作，從存儲(chǔ)芯片的地址位中讀出數(shù)據(jù)，寫(xiě)入到另一個(gè)數(shù)組中并對(duì)讀取和寫(xiě)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(xiě)入的數(shù)據(jù)完全一致.對(duì)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(chǔ)器，使用文中的硬件設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)，同樣可滿(mǎn)足需求.

6.結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)使用DSP芯片自帶的SPI接口進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間，降低了電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)掉電以后數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并可解決由于數(shù)據(jù)不同造成的程序一致性的問(wèn)題.此設(shè)計(jì)滿(mǎn)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).