中颖51芯片学习5. 类EEPROM操作

一、SH79F9476 Flash存储空间
- 1. 特性
- 2. 分区
- 3. OP_EEPROMSIZE选项设置
- 3. 编程接口
- 4. 代码保护控制模式简介
- - （1）**代码保护模式0：**
  - （2）**代码保护模式1：**
  - （3）**代码保护模式2：**
  - （4）**代码保护模式3：**
二、扇区自编程（SSP）功能
- 1. SSP 编程流程
- - （1）代码/数据编程
  - （2）扇区擦除
- 2. 寄存器介绍
- - （1）编程用地址选择寄存器
  - （2）擦除/编程用扇区选择寄存器
  - （3）编程用地址偏移寄存器
  - （4）编程用数据寄存器
  - （5）SSP型选择寄存器
  - （6）SSP流程控制寄存器1
  - （7） SSP流程控制寄存器2
  - （8）SSP流程控制寄存器3
  - （9）SSP流程控制寄存器4
  - （10）FLASHCON
三、补充知识 C51的存储空间
- 1. C51的RAM空间
四、代码实现
- 1. C语言访问存储区的方法
- 2. 读取可读识别码
- - eeprom_random_id.c
  - main.c
  - 运行示例：
- 3. 扇区删除
- 2. 字节读
- 3. 字节编程

一、SH79F9476 Flash存储空间

1. 特性

SH79F9476 集成了64KB（128x512Byte） Flash 存储器，有以下特性：

支持在线编程（ICP）操作，包括写入、读取、擦除；
支持整体和扇区擦除、编程操作；
支持代码保护控制模式编程，
程序区域的编程/擦除次数至少为10,000 次；
类 EEPROM 区域的编程/擦除次数至少为100,000 次
数据保存年限至少为10 年。

2. 分区

SH79F9476 Flash分成两个区：

64K可编程Flash，支持ICP、SSP
4096字节类EEPROM区，每个扇区512字节，最多8个扇区。

EEPROM与程序存储区共享空间共享，即EEPROM与程序存储区总和为64K，如下图所示：
在这里插入图片描述

可以通过 OP_EEPROMSIZE配置EEPROM 大小。

3. OP_EEPROMSIZE选项设置

0000：8 X 512Bytes（默认，即4K=1000H）
0001：7 X 512Bytes
0010：6 X 512Bytes
0011：5 X 512Bytes
0100：4 X 512Bytes
0101：3 X 512Bytes
0110：2 X 512Bytes
0111：1 X 512Bytes
1000：0 Bytes
其余：0 Bytes

3. 编程接口

提供了ICP模式和SSP模式两种编程接口。

ICP模式，通过Flash编程器对存储器擦、读、写。
SSP模式适用于用户程序代码运行在Program Memory中，对Flash存储器进行编程操作。

ICP模式同时可用于对MCU进行仿真调试，SH79F9476 支持单线模式（3线接口编程器）和四线模式（使用4个JTAG引脚）。接线如下图所示：

3线接口
在这里插入图片描述
四线模式

本文重点是扇区自编程（SSP）功能，包括下一节的代码保护并非本文重点。

4. 代码保护控制模式简介

代码保护模式是一种微控制器提供的安全功能，旨在保护程序代码不受未经授权的访问和修改。中颖 SH79F9476 提供了四种代码保护模式，分别是代码保护模式0、代码保护模式1、代码保护模式2和代码保护模式3。

Flash编程器在ICP模式设置相应的保护位，以进入所需的保护模式。SSP模式不支持代码保护控制模式编程。

（1）代码保护模式0：

允许/禁止任何编程器的写入/读取操作，但不包括整体擦除。
在该模式下，可以选择允许或禁止对芯片的编程操作，以防止未经授权的程序代码修改。

（2）代码保护模式1：

允许/禁止在其它扇区中通过 MOVC 指令进行读取操作。
在该模式下，可以限制在其他扇区中读取程序代码的操作，以加强对程序代码的保护。

（3）代码保护模式2：

SSP 功能允许/禁止控制，选中后，芯片对 code 区域的 SSP 操作（擦除或写入，不包括读取）是禁止的，但不会禁止芯片对类 EEPROM 的操作。
这种模式下，可以限制对代码区域的 SSP（扇区自编程）操作，从而进一步加强代码的安全性。

（4）代码保护模式3：

客户密码保护，可由客户自设密码，密码由6字节组成。如果将此功能开启，表示在烧写器或仿真器工具对芯片做任何操作（读出，写入，擦除或仿真）之前先输入这个密码，如果这个密码正确，则芯片允许烧写器或仿真器工具进行相应的操作，反之则报错，无法执行相应操作。
在该模式下，可以设置一个客户自定义的密码，只有输入正确的密码才能执行对芯片的编程、读取、擦除或仿真等操作。

二、扇区自编程（SSP）功能

SH79F9476支持SSP功能。如果所选扇区未被保护，用户代码可以对任何扇区执行编程操作。
一旦该扇区被编程，必须在擦除后才能再次编程。

1. SSP 编程流程

（1）代码/数据编程

关闭中断；
根据地址设置XPAGE，IB_OFFSET；
如果需要写数据，设置IB_DATA；
按照顺序设置IB_CON1 - 5；
添加4个NOP指令；
开始编程，CPU将进入IDLE模式；烧写完成后自动退出IDLE模式；
如需继续写入数据，跳转至第2步；
XPAGE寄存器清0，恢复中断设置。

（2）扇区擦除

关闭中断；
按相应的扇区设置XPAGE；
按照顺序设置IB_CON1 - 5；
添加4个NOP指令；
开始擦除，CPU将进入IDLE模式；擦除完成后自动退出IDLE模式；
如需要继续擦除数据，跳转至第2步；
XPAGE寄存器清0，恢复中断设置。

需要注意的几点：

在对类EEPROM进行擦除、写或读之前，应首先将FLASHCON寄存器的最低位FAC位置1。
类EEPROM的扇区为512字节，而不是1024字节。
系统时钟不得低于 200kHz 以确保 FLASH 的正常编程。
当不需对类 EEPROM 操作时，必须将 FAC 位清 0 。

2. 寄存器介绍

（1）编程用地址选择寄存器

地址： F7H Bank0
符号：XPAGE
对于程序存储区，一个扇区为 512 字节。寄存器定义如下
在这里插入图片描述

（2）擦除/编程用扇区选择寄存器

地址： F7H Bank0
符号：XPAGE
对于类 EEPROM 存储区，一个扇区为 512 字节，最大 8 个扇区。寄存器定义如下：
在这里插入图片描述
需要将 FLASHCON 寄存器中的 FAC 位置 1 。

（3）编程用地址偏移寄存器

地址：FBH, Bank0
符号：IB_OFFSET
在这里插入图片描述

（4）编程用数据寄存器

地址：FCH, Bank0
符号：IB_DATA
在这里插入图片描述

（5）SSP型选择寄存器

地址：F2H, Bank0
符号：IB_CON1
在这里插入图片描述

（6）SSP流程控制寄存器1

地址：F3H, Bank0
符号：IB_CON2
在这里插入图片描述

（7） SSP流程控制寄存器2

地址：F4H, Bank0
符号：IB_CON3
在这里插入图片描述

（8）SSP流程控制寄存器3

地址：F5H, Bank0
符号：IB_CON4
在这里插入图片描述

（9）SSP流程控制寄存器4

地址：F6H, Bank0
符号：IB_CON5
在这里插入图片描述

（10）FLASHCON

A7H，Bank0	第7位	第6位	第5位	第4位	第3位	第2位	第1位	第0位
FLASHCON	-	-	-	-	-	-	CRC_FAC	FAC
读/写	-	-	-	-	-	-	读/写	读/写
复位值 (POR/WDT/LVR/PIN)	-	-	-	-	-	-	0	0

位编号定义：

位编号	位符号	说明
7-2	-	保留位
1	CRC_FAC	访问控制 0：对MAIN区做CRC的验证 1：对INFO区做CRC的验证
0	FAC	访问控制 0：MOVC指令或者SSP功能访问Main Block区域 1：MOVC指令或者SSP功能访问类EEPROM区域或信息存储区

三、补充知识 C51的存储空间

1. C51的RAM空间

C51编译器可以访问8051的所有存储区域，声明变量时可以指定分配的存储区，下面是关键字：

关键字	存储空间	地址范围	访问方式
data	内部RAM（低位128 bytes）	0x00~0x7F	直接寻址
idata	内部RAM（全部256 bytes）	0x00~0xFF	间接寻址
bdata	内部RAM（指定 16 bytes）	0x20~0x2F	位寻址/直接寻址
pdata	扩展RAM（低位256 bytes）	0x00~0xFF	间接寻址
xdata	扩展RAM（最大64K bytes）	0x0000~0xFFFF	间接寻址
code	Flash（最大64K bytes）	0x0000~0xFFFF	间接寻址

下面是变量声明的示例：

unsigned char data  my_data;
unsigned char code  text[] = "Hello World!";
unsigned char xdata array[100];
unsigned char idata x,y,z;
unsigned char pdata dimension;
unsigned char xdata vector[10][4][4];
unsigned char bdata flags;

存储结构图示如下：
在这里插入图片描述

SH79F9476RAM空间分配略有不同，主要在外部RAM区、增加的TK RAM、LED RAM。
在这里插入图片描述
关键字code用于声明常量或函数在Flash区，声明函数时编译器默认隐匿添加 code 关键字，不用处理。

四、代码实现

1. C语言访问存储区的方法

在ABSACC.H里定义了宏：

#define CBYTE ((unsigned char volatile code  *) 0)

通过这个宏来读取FLASH存储区域数据，详解如下：

((unsigned char volatile code *)): 定义了一个类型转换和指针。
unsigned char: 将指针指向的数据类型定义为 unsigned char，即一个字节的无符号字符。
volatile: 告诉编译器不要对指针指向的内存进行优化，即使似乎没有被程序直接访问到，也要保持读写的一致性。
code: 这是一个特殊的关键字，用于指示数据存储在程序存储器中（如 Flash 存储器），而不是RAM。
0: 这是一个常量，表示一个内存地址，这个宏定义了一个指向地址为0的位置的指针。

这个宏定义CBYTE用来访问程序存储器中地址为0的位置的数据，如果要访问 0x127b处的数据，可以使用：

CBYTE[0x127b]

在下面的读取可读识别码部分，展示了该宏的使用方法。

2. 读取可读识别码

SH79F9476出厂时会固化一个40位可读识别码，是0-0xffffffffff 的随机值，无法被擦除，地址在：
0x127b ~ 0x127F，可使用下面代码读取：

eeprom_random_id.c

#include "eeprom_random_id.h"
#include "ABSACC.H"

/**
* @brief 读取随机识别码
*/
void readRandomID(unsigned char *r){
    // 访问类EEPROM
    FLASHCON = 0x01;
    r[0] = CBYTE[0x127b];
    r[1] = CBYTE[0x127c];
    r[2] = CBYTE[0x127d];
    r[3] = CBYTE[0x127e];
    r[4] = CBYTE[0x127f];
    // 访问 FLASH
    FLASHCON = 0x00;
}

main.c

#include "SH79F9476.h"
#include "cpu.h"
#include "intrins.h"
#include "api_ext.h"
#include "clk_util.h"
#include "eeprom_op.h"

void main()
{
  UCHAR val;
	// 选择高速时钟
	highFrequenceClk();
	
	// 擦除扇区
  EEPromSectorErase(0);
	
  // EEPROM 0x0100地址写值
  ssp_flag = 0x5A;
  EEPromByteProgram(0x01,0x00,0x69);
	
  //读取EEPROM 0x0100地址的值
  val=EEPromByteRead(0x01,0x00);

	while (1);
}

运行示例：

在这里插入图片描述

3. 扇区删除

/**
* @brief 扇区擦除
**/
void EEPromSectorErase(UCHAR nAddrH)
{
	// 保护中断			
     _push_(IEN0);
    //关总中断	 
     IEN0 &=0x7F;
    // 访问EEPROM区
	FLASHCON = 0x01;									
	
	XPAGE = nAddrH<<1 ;
	// E6 扇区擦除
	IB_CON1	 = 0xE6;
	// 编程时IB_CON2必须为05H
	IB_CON2	 = 0x05;
	// 编程时IB_CON3必须为0AH
	IB_CON3	 = 0x0A;
	// 编程时IB_CON4必须为09H
	IB_CON4	 = 0x09;
	// 增加flag判断，加强抗干扰能力
	if(ssp_flag!=0xA5)
		goto Error;
	// 编程时IB_CON5必须为06H
	IB_CON5	 = 0x06;
	_nop_();				
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();	
Error:
	ssp_flag = 0;
	IB_CON1 = 0x00;
	IB_CON2 = 0x00;
	IB_CON3 = 0x00;
	IB_CON4 = 0x00;
	IB_CON5 = 0x00;
	// 切回Flash区
	FLASHCON = 0x00;
	// 操作结束，恢复总中断
    _pop_(IEN0);
}

2. 字节读

/**
* @brief 字节读
**/
UCHAR EEPromByteRead(UCHAR nAddrH,UCHAR nAddrL){
	UCHAR nTemp;
	// 保护现场
     _push_(IEN0);
    // 关总中断	 
     IEN0 &=0x7F;
	// 访问 EEPROM 区
	FLASHCON = 0x01;
    // 读取相应地址数据
	nTemp= CBYTE[nAddrH*256+nAddrL];
    // 切回 Flash 区
	FLASHCON = 0x00;
	// 操作结束，恢复现场
    _pop_(IEN0);
	return (nTemp);
}

3. 字节编程

/**
* @brief 字节编程
**/
void EEPromByteProgram(UCHAR nAddrH,UCHAR nAddrL, UCHAR nData){
	// 保护现场
    _push_(IEN0);
    // 关总中断
    IEN0 &=0x7F;
    // 访问 EEPROM 区
	FLASHCON = 0x01;	
	// 从0x00开始
	XPAGE = nAddrH;
	IB_OFFSET = nAddrL;
	// 烧写内容
	IB_DATA = nData;
	IB_CON1	 = 0x6E;
	// 编程时IB_CON2必须为05H
	IB_CON2	 = 0x05;
	// 编程时IB_CON3必须为0AH
	IB_CON3	 = 0x0A;
	// 编程时IB_CON4必须为09H
	IB_CON4	 = 0x09;
    // 增加flag判断，加强抗干扰能力
	if(ssp_flag!=0x5A)
		goto Error;
	// 编程时IB_CON5必须为06H
	IB_CON5	 = 0x06;
	_nop_() ;
	_nop_() ;
	_nop_() ;
	_nop_() ;	
Error:
	ssp_flag = 0;
	IB_CON1 = 0x00;
	IB_CON2 = 0x00;
	IB_CON3 = 0x00;
	IB_CON4 = 0x00;
	IB_CON5 = 0x00;
	// 切回Flash区
	FLASHCON = 0x00;
	// 操作结束，恢复现场
    _pop_(IEN0);
}

运行本文对应代码，观察读出的数据与写入相同。
在这里插入图片描述

本文学习资料来源中颖官方文档
本文代码开源地址：
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一、SH79F9476 Flash存储空间

1. 特性

2. 分区

3. OP_EEPROMSIZE选项设置

3. 编程接口

4. 代码保护控制模式简介

（1）代码保护模式0：

（2）代码保护模式1：

（3）代码保护模式2：

（4）代码保护模式3：

二、扇区自编程（SSP）功能

1. SSP 编程流程

（1）代码/数据编程

（2）扇区擦除

2. 寄存器介绍

（1）编程用地址选择寄存器

（2）擦除/编程用扇区选择寄存器

（3）编程用地址偏移寄存器

（4）编程用数据寄存器

（5）SSP型选择寄存器

（6）SSP流程控制寄存器1

（7） SSP流程控制寄存器2

（8）SSP流程控制寄存器3

（9）SSP流程控制寄存器4

（10）FLASHCON

三、补充知识 C51的存储空间

1. C51的RAM空间

四、代码实现

1. C语言访问存储区的方法

2. 读取可读识别码

eeprom_random_id.c

main.c

运行示例：

3. 扇区删除

2. 字节读

3. 字节编程

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