引 言
MCS-51單片機是目前國內(nèi)應用最廣泛的一種單片機型,。全球各單片機生產(chǎn)廠商在MCS-51內(nèi)核基礎上，派生了大量的51內(nèi)核系列單片機,，極大地豐富了MCS-51的種群,。其中STC公司推出了STC89系列單片機，增加了大量新功能,，提高了51的性能,，是MCS-51家族中的佼佼者。早期的單片機控制系統(tǒng),，采用單片機加片外EEPROM配合,，來存儲一些需要預置的重要參數(shù)，并在數(shù)碼管上顯示出來,。由于單片機控制的整流器要求實時性很強,，而早期EEPROM的寫周期在10 ms左右，因此運行參數(shù)的預置是在整流器待機的情況下進行的,。而很多情況下需要在運行的同時記錄數(shù)據(jù),，如用單片機控制的12脈波汽車電泳整流器要求在運行的同時實時記錄重要數(shù)據(jù)，而且在掉電時不丟失,。由于在12脈波整流器中運行的單片機程序,，其周期必須小于1．67 ms(交流電網(wǎng)的1個周期是20 ms，除以12就是l_67 ms),，這就要求實時記錄的時間在1ms以下甚至更短(考慮到程序的執(zhí)行時間),。經(jīng)查閱資料發(fā)現(xiàn)，目前很多EEPROM達不到這個要求[1],，即使時間最短的AT89S8252單片機片內(nèi),。EEP-ROM的寫周期也是2．5 ms。本文通過對EEPROM的巧妙應用,，實現(xiàn)了整流器在線記錄數(shù)據(jù)的功能,。
1 尋找符合要求的單片機
設備使用的是Atmel公司的AT89C52(40DIP封裝)單片機和EEPROM芯片2817A。要想在不改變原設備電路板的情況下完成要求的功能,，就只能在兼容的MCS-51系列單片機中想辦法,。AT89S8252片內(nèi)含有2 KB的EEPROM，經(jīng)編程測試發(fā)現(xiàn),，它雖然能實時記錄數(shù)據(jù)并且斷電不丟失,，但是在向片內(nèi)EEPROM中記錄1個數(shù)據(jù)時,，能引起輸出電壓和電流的波動，不能滿足實際運行的需要,。其原因是AT89S8252單片機片內(nèi)EEPROM的寫周期為2．5 ms,，超過了1．67 ms的程序的執(zhí)行周期，從而影響了程序的正常運行,。所以執(zhí)行周期是解決問題的關(guān)鍵,。
由參考文獻[2-3]知：STC89C51RC／RD+系列單片機片內(nèi)含有EEPROM(Data Flash)，讀1個字節(jié)／編程1個字節(jié)／擦除1個扇區(qū)(512字節(jié))的時間分別為10／μs／60μs／10 ms,。編程1個字節(jié)的時間為60μs,，遠小于AT89S8252片內(nèi)EEPROM 2．5 ms的編程時間，這為解決問題提供了思路,。
2問題的解決
單片機STC89C55RD+(40DIP封裝),，其引腳、功能完全與AT89C52兼容,，與MCS-51程序也兼容,，片內(nèi)含有20KB的Flash程序存儲器，16KB的EEPROM數(shù)據(jù)存儲器,。把原用于AT89C52中的程序?qū)懙絊TC89C255RD+中,，放到原設備上運行，可長期穩(wěn)定地運行,。經(jīng)修改的在整流器中運行的單片機程序,，實時記錄一些數(shù)據(jù)到STC289C55RD+的EEPROM中，整流器可正常運行,，但不能執(zhí)行扇區(qū)擦除操作,。執(zhí)行扇區(qū)擦除操作將嚴重影響整流器的正常運行，引起輸出電壓和電流的很大波動,。執(zhí)行扇區(qū)擦除操作時,，從示波器來看整流器的輸出間斷了20 ms，電壓電流顯示很大的波動,。用示波器捕捉到了EEPROM寫時的波形,，輸出波形暫停了20 ms，1個周波電壓,，電壓波形如圖1所示,，不執(zhí)行扇區(qū)擦除操作時的波形如圖2所示。從圖中可以看出,，問題得到了很好的解決,。
究其原因，這與EEPROM的特點有關(guān),。STC89C5lRC／RD+系列單片機片內(nèi)的EEPROM,，與普通的EEPROM不同,。普通的EEPROM有字節(jié)讀／寫功能，不需要擦除,，在字節(jié)寫的時候自動擦除,。而STC89C51RC／RD+系列單片機片內(nèi)的EEPROM，具有Flash的特性,，只能在擦除了扇區(qū)后進行字節(jié)寫，寫過的字節(jié)中不能重復寫,，只有待扇區(qū)擦除后才能重新寫,，而且沒有字節(jié)擦除功能，只能扇區(qū)擦除,。
3 EEPROM(Data FIash)的巧妙應用
基于以上EEPROM(Data Flash)不易擦除的特點,，可以寫后先不擦除。利用EEPROM(Data Flash)容易寫,、時間短(字節(jié)寫只有60 μs)的特點,，可以充分利用其寫的功能。根據(jù)汽車電泳整流器的特點：每泳1輛汽車,，整流器的輸出電流就從0逐漸上升到最大電流,，然后又逐漸回到0。從電流的變化可以準確地識別出電泳過的車的數(shù)量,。每識別出1輛車,，就在EEPROM(Data Flash)的1個字節(jié)中(起始地址為0000H)寫入#01H(也可以是其他數(shù)，但不能為#OFFH),，然后地址自動加1,，等待識別出下一輛車。這樣就通過EEPROM(Data Flash)字節(jié)地址的方式,，間接記錄了汽車電泳整流器電泳過的車輛總數(shù),，并可在數(shù)碼管上顯示出來。16 KB的EEPROM(Data Flash)可記錄16 384輛車,。待將計滿時,，可按擦除按鈕擦除EEP-ROM(Data Flash)中的所有扇區(qū)，再重新計數(shù),。如按每10分鐘電泳1輛車,，1天工作16小時，可連續(xù)記錄16 384／60／10×16)=170天,。此種方法也可用于對電泳整流器連續(xù)工作時間的累計,，如每10分鐘記錄1個數(shù)據(jù)，可連續(xù)記錄16 384／(60／10)=2 730小時,。
整流器停機斷電后,，每次開機給單片機上電時,，在初始化程序中，首先從地址#0000H讀片內(nèi)EEPROM的數(shù)據(jù),，如果數(shù)據(jù)不為#OFFH,，地址自動加1，再讀下一個字節(jié),，直到所讀數(shù)據(jù)為#OFFH為止,。此時EEPROM的地址指針數(shù)據(jù)，即為前面累加的電泳車輛數(shù)(或累計電泳工作時間),，可在數(shù)碼管上顯示出來,。整流器工作后，按前述
結(jié)語
結(jié)合上產(chǎn)的實際情況,，在不改變原設備電路板的情況下,，通過使用MCS-51系列兼容單片機STC89C55RD+，巧妙利用其片內(nèi)EEPROM,，實現(xiàn)了在整流器運行的同時記錄數(shù)據(jù)的功能,，切掉點情況下不丟失數(shù)據(jù)。這種方法有效地提高了原設備的功能,，給用戶的使用到來了極大的方便,，并且通過實驗驗證了此方法是可行的。