51单片机利用IAP技术对EEPROM的实现方法解析

STC89C51、52内部都自带有2K字节的EEPROM，54、55和58都自带有16K字节的EEPROM，STC单片机是利用IAP技术实现的EEPROM，内部Flash擦写次数可达100，000 次以上，先来介绍下ISP与IAP的区别和特点。

ISP：In System Programable 是指在系统编程，通俗的讲，就是片子已经焊板子上，不用取下，就可以简单而方便地对其进行编程。比如我们通过电脑给STC单片机下载程序，或给AT89S51单片机下载程序，这就是利用了ISP技术。

IAP：In Application Programable 是指在应用编程，就是片子提供一系列的机制（硬件/软件上的）当片子在运行程序的时候可以提供一种改变flash数据的方法。通俗点讲，也就是说程序自己可以往程序存储器里写数据或修改程序。这种方式的典型应用就是用一小段代码来实现程序的下载，实际上单片机的ISP功能就是通过IAP技术来实现的，即片子在出厂前就已经有一段小的boot程序在里面，片子上电后，开始运行这段程序，当检测到上位机有下载要求时，便和上位机通信，然后下载数据到存储区。大家要注意千万不要尝试去擦除这段ISP引导程序，否则恐怕以后再也下载不了程序了。STC单片机内部有几个专门的特殊功能寄存器负责管理ISP/IAP功能的，见表1。

表1 ISP/IAP相关寄存器列表

名称

地址

功能描述

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

复位值

ISP_DATA

E2h

Flash数据寄存器

1111 1111

ISP_ADDRH

E3h

Flash高字节地址寄存器

0000 0000

ISP_ADDRL

E4h

Flash低字节地址寄存器

0000 0000

ISP_CMD

E5h

Flash命令模式寄存器

--

--

--

--

--

MS2

MS1

MS0

xxxx x000

ISP_TRIG

E6h

Flash命令触发寄存器

xxxx xxxx

ISP_CONTR

E7h

ISP/IAP 控制寄存器

ISPEN

SWBS

SWRST

--

--

WT2

WT1

WT0

000x x000

ISP_DATA：ISP/IAP操作时的数据寄存器。

ISP/IAP从Flash读出的数据放在此处，向Flash写入的数据也需放在此处。

ISP_ADDRH：ISP/IAP操作时的地址寄存器高八位。

ISP_ADDRL：ISP/IAP操作时的地址寄存器低八位。

ISP_CMD：ISP/IAP操作时的命令模式寄存器，须命令触发寄存器触发方可生效。命令模式如表2所示。表2 ISP_CMD寄存器模式设置

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

模式选择

保留

命令选择

--

--

--

--

--

0

0

0

待机模式，无ISP操作

--

--

--

--

--

0

0

1

对用户的应用程序flash区及数据flash区字节读

--

--

--

--

--

0

1

0

对用户的应用程序flash区及数据flash区字节编程

--

--

--

--

--

0

1

1

对用户的应用程序flash区及数据flash区扇区擦除

程序在系统ISP程序区时可以对用户应用程序区/数据Flash区（EEPROM）进行字节读/字节编程/扇区擦除；程序在用户应用程序区时，仅可以对数据Flash区（EEPROM）进行字节读/字节编程/扇区擦除。STC89C51RC/RD+系列单片机出厂时已经固化有ISP引导码，并设置为上电复位进入ISP程序区，并且出厂时就已完全加密。

ISP_TRIG：ISP/IAP操作时的命令触发寄存器。

在ISPEN（ISP_CONTR.7）=1时，对ISP_TRIG 先写入46h，再写入B9h，ISP/IAP命令才会生效。

STC89C52RC，STC89LE52RC单片机内部可用DataFlash（EEPROM）的地址如表3所示，其它型号单片机请查阅相关资料。

表3STC89C52RC、STC89LE52RC单片机内部EEPROM地址表

第一扇区

第二扇区

第三扇区

第四扇区

起始地址

结束地址

起始地址

结束地址

起始地址

结束地址

起始地址

结束地址

2000H

21FFH

2200H

23FFH

2400H

25FFH

2600H

27FFH

第五扇区

第六扇区

第七扇区

第八扇区

起始地址

结束地址

起始地址

结束地址

起始地址

结束地址

起始地址

结束地址

2800H

29FFH

2A00H

2BFFH

2C00H

2DFFH

2E00H

2FFFH

每个扇区为512字节，建议大家在写程序时，将同一次修改的数据放在同一个扇区，方便修改，因为在执行擦除命令时，一次最少要擦除一个扇区的数据，每次在更新数据前都必须要擦除原数据方可重新写入新数据，不能直接在原来数据基础上更新内容。

下面通过一个例子来讲解STC系列单片机EEPROM的具体用法。

【例】：在实验板上实现如下描述，操作STC单片机自带的EEPROM，存储一组按秒递增的二位数据，并且将数据实时显示在数码管上，数据每变化一次就往EEPROM中写入一次，当关闭实验板电源，再次开启电源时，从EEPROM中读取先前存储的数据，接着递增显示。

#include

#include //52系列单片机头文件

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define RdCommand 0x01 //定义ISP的操作命令

#define PrgCommand 0x02

#define EraseCommand 0x03

#define Error 1

#define Ok 0

#define WaitTime 0x01 //定义CPU的等待时间

sfr ISP_DATA=0xe2;//寄存器申明

sfr ISP_ADDRH=0xe3;

sfr ISP_ADDRL=0xe4;

sfr ISP_CMD=0xe5;

sfr ISP_TRIG=0xe6;

sfr ISP_CONTR=0xe7;

sbit dula=P2^6;//申明U1锁存器的锁存端

sbit wela=P2^7;//申明U2锁存器的锁存端

uchar code table［］={

0x3f，0x06，0x5b，0x4f，

0x66，0x6d，0x7d，0x07，

0x7f，0x6f，0x77，0x7c，

0x39，0x5e，0x79，0x71};

uchar num;

void delayms（uint xms）

{

uint i，j;

for（i=xms;i》0;i--）//i=xms即延时约xms毫秒

for（j=110;j》0;j--）;

}

void display（uchar shi，uchar ge）//显示子函数

{

dula=1;

P0=table［shi］;//送十位段选数据

dula=0;

P0=0xff;//送位选数据前关闭所有显示，防止打开位选锁存时

wela=1;//原来段选数据通过位选锁存器造成混乱

P0=0xfe;//送位选数据

wela=0;

delayms（5）; //延时

dula=1;

P0=table［ge］;//送个位段选数据

dula=0;

P0=0xff;

wela=1;

P0=0xfd;

wela=0;

delayms（5）;

}

void ISP_IAP_enable（void）

{

EA = 0;

ISP_CONTR =ISP_CONTR & 0x18;

ISP_CONTR =ISP_CONTR | WaitTime;

ISP_CONTR =ISP_CONTR | 0x80;

}

void ISP_IAP_disable（void）

{

ISP_CONTR =ISP_CONTR & 0x7f;

ISP_TRIG = 0x00;

EA=1;

}

void ISPgoon（void）

{

ISP_IAP_enable（）;

ISP_TRIG =0x46;

ISP_TRIG =0xb9;

_nop_（）;

}

unsigned char byte_read（unsigned int byte_addr）

{

ISP_ADDRH =（unsigned char）（byte_addr 》》 8）;

ISP_ADDRL =（unsigned char）（byte_addr & 0x00ff）;

ISP_CMD= ISP_CMD & 0xf8;

ISP_CMD= ISP_CMD | RdCommand;

ISPgoon（）;

ISP_IAP_disable（）;

return（ISP_DATA）;

}

void SectorErase（unsigned int sector_addr）

{

unsigned intiSectorAddr;

iSectorAddr =（sector_addr & 0xfe00）;

ISP_ADDRH =（unsigned char）（iSectorAddr 》》 8）;

ISP_ADDRL =0x00;

ISP_CMD =ISP_CMD & 0xf8;

ISP_CMD = ISP_CMD| EraseCommand;

ISPgoon（）;

ISP_IAP_disable（）;

}

void byte_write（unsigned int byte_addr， unsigned charoriginal_data）

{

ISP_ADDRH =（unsigned char）（byte_addr 》》 8）;

ISP_ADDRL =（unsigned char）（byte_addr & 0x00ff）;

ISP_CMD= ISP_CMD & 0xf8;

ISP_CMD= ISP_CMD | PrgCommand;

ISP_DATA =original_data;

ISPgoon（）;

ISP_IAP_disable（）;

}

void main（）

{

uchar a，b，num1;

TMOD=0x01; //设置定时器0为工作方式1（0000 0001）

TH0=（65536-50000）/256;

TL0=（65536-50000）%6;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

num1=byte_read（0x2000）;//程序开始时读取EEPROM中数据

if（num1》=60）//防止首次上电时读取出错

num1=0;

while（1）

{

if（num》=20）

{

num=0;

num1++;

SectorErase（0x2000）;//擦除扇区

byte_write（0x2000，num1）;//重新写入数据

if（num1==60）

{

num1=0;

}

a=num1/10;

b=num1;

}

display（a，b）;

}

}

void timer0（） interrupt 1

{

TH0=（65536-50000）/256;

TL0=（65536-50000）%6;

num++;

}