AVR内部EEPROM数据丢失问题的原因与解决方案
总结一下引起AVR内部EEPROM数据丢失的原因:
1.程序问题;
2.程序跑飞;
3.EEPROM相关寄存器因强磁场、高压静电等外部干扰出错所产生的写入动作;
4.系统有很大的感性负载,在断电的时候会产生一个反向高压,EEPROM有可能会自擦除。
……(还有什么原因,欢迎大家继续列举,以便完善及想办法解决)
针对问题1,程序问题不再该文讨论范围内。
针对问题2,程序跑飞,这个因该是引起EEPROM数据丢失的主要原因。但是引起程序跑飞的原因却是多方面的。
第一.电压不正常,工作不稳定,程序跑飞。针对这个问题,可以开启内部BOD、或者外加复位芯片解决,在低功耗场合,外部复位是有必
要的,毕竟BOD功耗太高。
第二,晶体振荡受干扰,频率不稳定,程序跑飞。针对这个问题,建议晶体使用全幅振荡,并且走线的时候尽量短,并且使用地线隔离。
第三系统受外界环境干扰,修改了PC等寄存器,程序跑飞。针对这个干扰问题,这个引起程序跑飞的可能性应该不大,如果环境实在恶劣
,那么就应该想到做电磁屏蔽,ESD保护等,如果还不行,那么只能建议换换别的单片机试试看了。
针对问题3,我们只能优化电路设置,尽量避免,比如加屏蔽罩,加ESD保护,加TVS保护,电源加电容退耦等等。
针对问题4,如果系统真的具有很大的感性负载,那么请注意加续流二极管、滤波电容等做保护,不要让这种反向高压产生,无论如何,这
种因为感性负载突然断电自激产生的高压,不仅仅会对EEPROM有影响,而是对整个系统都存在威胁。
经过上面硬件上的一些处理,虽然EEPROM数据丢
失的可能已经很小了,但是我们仍然不能保证EEPROM数据就不会丢失了。这时EEPROM数据的可*性,那就得从软件上去考虑了,接着我们从
软件的方面继续讨论。
我的做法是,数据分块,分区,校验,备份。当然这里讲的处理方法,仅仅是提供一种想法,你可以做不同数据长度的分块,不同大小的 分区,采用不同的地址映射方法,以及采用更多次的数据备份。下面以Mega168为例继续讨论。
1.Mega168EEPROM512字节,把EEPROM分为两个区,每个区256个字节,然后以8个字节为一个段,那么每个区就有32段。
数据区:0x000-0x0FF
0段:0x000-0x007
1段:0x008-0x00F
……
31段:0x0F8-0x0FF
备份区:0x100-0x1FF
每个段8个字节,其中前6个字节为有效数据,后2个字节为CRC16校验,数据格式下图所示:
2.EEPROM读写操作
EEPROM的操作以段为单位,
段写入函数:写数据到数据区时,先计算数据CRC16校验,然后同时把数据写入到数据区和备份区;
段读取函数:读取数据时,同时读取数据区以及备份区,如果数据区校验有误,备份区数据校验正确,就用备份区数据恢复数据区数据;
如果备份区数据有误,数据区数据正确,那么数据写入备份区重新备份;如果数据区备份区数据都有误,那么返回读取失败。
3.数据区与备份区的对应关系
数据读写操作以段进行,内部的数据区与备份区怎么映射呢?为了防治数据与备份同时被意外修改,那么数据与备份地址空间相隔不能太
近,并且数据与备份的地址,应该尽量不同。假设数据地址为Data_Addr,备份地址为Bakup_Addr,我使用下面的函数映射地址:
Bakup_Addr=(Data_Addr+0x100)^0x03F
加0x100是把地址定义到备份区,与0x03F异或,是把低6bits取反,这样处理,数据与备份的地址空间较远,并且地址有7bits的不同。
例如,第3段的地址:0x018-0x01F,
对应的备份区为:0x127-0x120
如下图所示:
4.读写函数加入写保护判断,在读写EEPROM前关闭写保护,读写完毕后,立即开启写保护,这样可以有效防止程序跑飞造成的EEPROM意外修改
。
5.第0块建议禁止使用。
- Flash损耗均衡的嵌入式文件系统设计(06-01)
- 锁相环控制及初始化简析(08-27)
- 基于AVR单片机的ISP1362OTG设计(09-06)
- 基于AVR单片机的串口转FSK的通信模块设计(01-23)
- 案例分析:基于AVR32的隧道环境监测系统(03-18)
- 科技帮我们远离灾难:灾难检测飞行器(03-18)