### STC单片机EEPROM功能模块解析
#### 一、引言
随着微控制器技术的发展，越来越多的应用场景需要在微控制器内部实现非易失性数据存储的功能。STC单片机作为一款广泛应用的高性能单片机，在其设计中集成了一种名为EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）的功能模块。该模块允许用户通过编程的方式对存储单元进行电可擦除和重编程操作，从而满足设备中非易失性数据存储的需求。
#### 二、STC单片机EEPROM功能模块简介
STC单片机EEPROM功能模块是基于IAP（In-Application Programming）技术实现的。通过一系列专门的寄存器操作，用户可以在应用程序运行过程中对特定的存储区域进行读写及擦除等操作，无需外部EEPROM芯片，简化了系统设计并提高了整体的可靠性。本章节将详细介绍该功能模块的实现原理、关键寄存器以及典型应用代码示例。
#### 三、关键寄存器介绍
STC单片机EEPROM功能模块涉及到以下几个关键寄存器：
- **IAP_DATA (0xE2)**：用于访问EEPROM的数据寄存器。
- **IAP_ADDRH (0xE3)**：EEPROM地址高8位寄存器。
- **IAP_ADDRL (0xE4)**：EEPROM地址低8位寄存器。
- **IAP_CMD (0xE5)**：EEPROM操作命令寄存器。
- **IAP_TRIG (0xE6)**：EEPROM操作触发寄存器。
- **IAP_CONTR (0xE7)**：EEPROM控制寄存器，用于启用或禁用EEPROM操作。
这些寄存器的配置是实现EEPROM功能的基础。
#### 四、操作命令定义
为了实现EEPROM的基本操作（如读取、写入和擦除），需要定义一组操作命令：
- **CMD_IDLE (0)**：表示禁用EEPROM操作。
- **CMD_READ (1)**：读取EEPROM中的数据。
- **CMD_PROGRAM (2)**：向EEPROM写入数据。
- **CMD_ERASE (3)**：擦除EEPROM中的数据。
通过设置`IAP_CMD`寄存器为不同的命令值，可以执行相应的操作。
#### 五、时钟频率与控制字
不同型号的STC单片机可能具有不同的最大时钟频率，因此需要根据具体型号选择合适的控制字`ENABLE_IAP`来确保操作的稳定性。例如，如果时钟频率小于12MHz，则应将`IAP_CONTR`设置为`0x83`。
```c
#define ENABLE_IAP 0x83 // 时钟频率 < 12MHz
```
#### 六、典型应用代码分析
下面分别展示了如何禁用EEPROM操作、从EEPROM中读取一个字节、向EEPROM写入一个字节以及擦除EEPROM的一个扇区的操作示例代码。
##### 6.1 禁止ISP/IAP/EEPROM功能
```c
void IapIdle() {
IAP_CONTR = 0;
IAP_CMD = 0;
IAP_TRIG = 0;
IAP_ADDRH = 0;
IAP_ADDRL = 0;
}
```
该函数用于禁止所有与EEPROM相关的操作。
##### 6.2 从EEPROM中读取一个字节
```c
BYTE IapReadByte(WORD addr) {
BYTE dat;
IAP_CONTR = ENABLE_IAP;
IAP_CMD = CMD_READ;
IAP_ADDRL = addr;
IAP_ADDRH = addr >> 8;
IAP_TRIG = 0x46;
IAP_TRIG = 0xB9;
_nop_();
dat = IAP_DATA;
IapIdle();
return(dat);
}
```
该函数接收一个地址参数`addr`，然后从指定地址读取一个字节的数据。
##### 6.3 向EEPROM写入一个字节
```c
void IapProgramByte(WORD addr, BYTE dat) {
IAP_CONTR = ENABLE_IAP;
IAP_CMD = CMD_PROGRAM;
IAP_ADDRL = addr;
IAP_ADDRH = addr >> 8;
IAP_DATA = dat;
IAP_TRIG = 0x46;
IAP_TRIG = 0xB9;
_nop_();
IapIdle();
}
```
该函数接收一个地址参数`addr`和一个数据参数`dat`，然后将`dat`写入到指定地址。
##### 6.4 擦除EEPROM中的一个扇区
```c
void IapEraseSector(WORD addr) {
IAP_CONTR = ENABLE_IAP;
IAP_CMD = CMD_ERASE;
IAP_ADDRL = addr;
IAP_ADDRH = addr >> 8;
IAP_TRIG = 0x46;
IAP_TRIG = 0xB9;
_nop_();
IapIdle();
}
```
该函数接收一个地址参数`addr`，然后擦除指定地址所在扇区的所有数据。
#### 七、总结
STC单片机EEPROM功能模块提供了一个方便的接口用于实现非易失性数据的存储和管理。通过对特定寄存器的配置和操作，用户可以轻松地实现EEPROM数据的读取、写入和擦除等功能。这对于需要频繁更新非易失性数据的应用场合非常有用，同时也极大地简化了硬件设计过程。
