總結一下引起 AVR 內部 EEPROM 數據丟失的原因:
1. 程序問題;
2. 程序跑飛;
3. EEPROM相關寄存器因強磁場、高壓靜電等外部干擾出錯所產生的寫入動作;
4. 系統有很大的感性負載,在斷電的時候會產生一個反向高壓,EEPROM有可能會自擦除。
……(還有什么原因,歡迎大家繼續列舉,以便完善及想辦法解決)
針對問題1,程序問題不再該文討論范圍內。
針對問題2,程序跑飛,這個因該是引起 EEPROM 數據丟失的主要原因。但是引起程序跑飛的原因卻是多方面的。
第一. 電壓不正常,工作不穩定,程序跑飛。針對這個問題,可以開啟內部BOD、或者外加復位芯片解決,在低功耗場合,外部復位是有必
要的,畢竟BOD功耗太高。
第二,晶體振蕩受干擾,頻率不穩定,程序跑飛。針對這個問題,建議晶體使用全幅振蕩,并且走線的時候盡量短,并且使用地線隔離。
第三系統受外界環境干擾,修改了PC等寄存器,程序跑飛。針對這個干擾問題,這個引起程序跑飛的可能性應該不大,如果環境實在惡劣
,那么就應該想到做電磁屏蔽,ESD保護等,如果還不行,那么只能建議換換別的單片機試試看了。
針對問題3,我們只能優化電路設置,盡量避免,比如加屏蔽罩,加ESD保護,加TVS保護,電源加電容退耦等等。
針對問題4, 如果系統真的具有很大的感性負載,那么請注意加續流二極管、濾波電容等做保護,不要讓這種反向高壓產生,無論如何,這
種因為感性負載突然斷電自激產生的高壓,不僅僅會對EEPROM有影響,而是對整個系統都存在威脅。
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經過上面硬件上的一些處理,雖然EEPROM數據丟
失的可能已經很小了,但是我們仍然不能保證EEPROM數據就不會丟失了。這時 EEPROM 數據的可*性,那就得從軟件上去考慮了,接著我們從
軟件的方面繼續討論。
我的做法是,數據分塊,分區,校驗,備份。當然這里講的處理方法,僅僅是提供一種想法,你可以做不同數據長度的分塊,不同大小的
分區,采用不同的地址映射方法,以及采用更多次的數據備份。下面以 Mega168 為例繼續討論。
1. Mega168 EEPROM 512字節,把EEPROM分為兩個區,每個區256個字節,然后以8個字節為一個段,那么每個區就有32段。
數據區:0x000 - 0x0FF
0段:0x000 - 0x007
1段:0x008 - 0x00F
……
31段:0x0F8 - 0x0FF
備份區:0x100-0x1FF
每個段8個字節,其中前6個字節為有效數據,后2個字節為CRC16校驗,數據格式下圖所示:
2. EEPROM讀寫操作
EEPROM的操作以段為單位,
段寫入函數:寫數據到數據區時,先計算數據CRC16校驗,然后同時把數據寫入到數據區和備份區;
段讀取函數:讀取數據時,同時讀取數據區以及備份區,如果數據區校驗有誤,備份區數據校驗正確,就用備份區數據恢復數據區數據;
如果備份區數據有誤,數據區數據正確,那么數據寫入備份區重新備份;如果數據區備份區數據都有誤,那么返回讀取失敗。
3. 數據區與備份區的對應關系
數據讀寫操作以段進行,內部的數據區與備份區怎么映射呢?為了防治數據與備份同時被意外修改,那么數據與備份地址空間相隔不能太
近,并且數據與備份的地址,應該盡量不同。假設數據地址為 Data_Addr,備份地址為 Bakup_Addr,我使用下面的函數映射地址:
Bakup_Addr = ( Data_Addr + 0x100 ) ^ 0x03F
加0x100是把地址定義到備份區, 與0x03F異或,是把低6bits取反,這樣處理,數據與備份的地址空間較遠,并且地址有7bits的不同。
例如,第 3 段 的地址: 0x018 - 0x01F,
對應的備份區為:0x127 - 0x120
如下圖所示:
4. 讀寫函數加入寫保護判斷,在讀寫EEPROM前關閉寫保護,讀寫完畢后,立即開啟寫保護,這樣可以有效防止程序跑飛造成的EEPROM意外修改
。
5. 第0塊建議禁止使用。