基于SM320F2812 SPI总线的扩展EEPROM设计

　　摘要：在嵌入式系统中，采用EEPROM芯片AT25010进行数据的保存.使用TMS320F2812的SPI总线模块实现了对外部扩展的EEPROM进行数据写入和读取的操作；给出了AT25010和TMS320F2812的硬件接口电路；数据操作采用了C语言编程，给出了主程序.接口初始化等的流程图.通过实验验证了设计方案的适用性和正确性.

　　0 引言

　　EEPROM（Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory电可擦可编程只读存储器），是一种掉电后数据不丢失的存储芯片.在实际应用中，为了保持程序能够统一，又必须在程序中使用不同的参数，可以使用EEPROM进行扩展存储，将需要使用的数据存储在EEPROM中.当系统上电开始工作时，首先从EEPROM中读取参数，然后执行应用.本文采用了ATMEL公司的EEPROM存储器AT25010及TI公司推出的2000系列DSP TMS320F2812,很好地实现了数据的擦写和存储.AT25010采用了标准的SPI总线接口，所以与DSP经过简洁的设计连接后即可实现硬件连接.

　　1.AT25010介绍

　　AT25010是ATMEL公司推出的串行外设接口可擦写存储器，具有1KB（128*8）字节容量和掉电后数据保持功能，主要用于低电压和低功耗应用中.

　　2.TMS320F2812的SPI接口介绍

　　TMS320F2812是TI公司推出的32位的定点DSP,主要应用于控制领域.DSP主频可以通过软件进行设置，可以达到150MHz,内部集成了丰富的资源，可以大大简化外围电路的设计.

　　TMS320F2812的串行外设接口（SPI）是一个高速同步的串行输入/输出口，通信速率和通信数据长度都是可编程的，通常用于DSP处理器和外部外设以及其他处理器之间进行通信.

　　SPI接口有一个16级的接收和传输FIFO,可以减少工作时CPU的开销.

　　3.硬件设计

　　为了使D S P能够从E E P R O M中正确写入和读出数据， 需要对硬件进行正确的设置.

　　TMS320F2812处理器SPI模块有4个外部引脚，分别是SPI从输出/主输入引脚SPISOMI.SPI从输入/主输出引脚SPISIMO.SPI从发送使能引脚SPISTE.SPI串行时钟引脚SPICLK.AT25010与TMS320F2812的硬件接口电路如图1示所.图1中将DSP的SPISTE引脚与AT25010的片选信号引脚CS相连，使DSP能控制是否选通芯片；DSP的SPISOMI引脚与A T 2 5 0 1 0的数据输出引脚S O相连，接收AT25010发送的数据；DSP的SPISIMO引脚与AT25010的数据输出引脚SI相连，向AT25010发送数据；DSP的SPICLK引脚与AT25010的串行时钟引脚SCK相连，向AT25010提供时钟信号，使其能够与DSP保持同步.AT25010芯片写保护引脚WP（Write Protect）控制是否能够对其写入数据.当将此引脚置高电平时，DSP可以对AT25010芯片写入或者读取数据；当将此引脚置低电平时，DSP只能对AT25010芯片进行读取数据的操作，而不能对其写入数据.电路设计时将AT25010的WP引脚通过电阻拉高.

　　4.软件设计

　　在D S P开始对A T 2 5 0 1 0进行数据写入和读取之前， 按照设计要求进行初始化.对TMS320F2812的设置：首先关闭可屏蔽中断，设置中断屏蔽寄存器，开启系统SPI时钟使能，允许SPI串行外设接口正常工作.其次，DSP采用发送数据的方式对AT25010进行初始化，当DSP需要对AT25010写入数据时，向AT25010发送写入控制指令，并控制时钟同步信号和片选使能信号，向指定的地址写入数据；当DSP需要对AT25010读取数据时，向AT25010发送读取数据的控制指令，从指定地址中读取数据.

　　4.1 SPI初始化

　　初始化SPI模块，需要打开系统的SPI使能寄存器，设置SPI的波特率，配置SPI数据发送模块寄存器.数据接收模块寄存器.状态控制寄存器和FIFO寄存器，满足正常系统工作要求.

　　4.2 AT25010设置

　　当DSP需要读取AT25010指定地址的数据时，必须按照以下顺序.在片选引脚CS拉低选中AT25010芯片后，“读指令”必须首先发送至AT25010,然后发送地址数据.如果DSP读取数据完毕，片选引脚CS拉高为高电平.

　　当DSP当DSP需要向AT25010指定地址写入数据时，也必须按照一定的顺序执行.首先必须确认写保护引脚WP是高电平，然后确认被写入的地址没有被锁定.写入数据时，DSP首先向AT20501发送写使能信号WREN.然后才能执行写操作.在片选引脚CS拉低选中AT25010芯片后，8位的地址和8位的数据分别被DSP发送到AT25010芯片，对指定地址写入数据.对AT25010芯片设置后，可以进行页写入，可写入大量数据，节省系统资源.

　　4.3 程序设计

　　读取数据的程序设计架构如下：

　　SpiaRegs.SPITXBUF=0×0300;//发送读取指令SpiaRegs.SPITXBUF=（Addr《8）；//发送需要读取数据的地址位SpiaRegs.SPITXBUF=0×0000;//发送一位空指令val=SpiaRegs.SPIRXBUF;//读取指定地址的数据读取数据的程序设计架构如下：

　　SpiaRegs.SPITXBUF=0×0200;//发送写入指令SpiaRegs.SPITXBUF=（Addr《8）；//发送需要写入数据的地址位SpiaRegs.SPITXBUF=（Data《8）；//发送需要写入数据的数据SpiaRegs.SPITXBUF=0×0400;//WRDI5.数据写入和读取实验。

　　如图2 .

　　编写软件代码，进行DSP对AT25010写入和读取数据的实验.

　　由于AT25010是1KB的存储器，DSP多只能向AT25010写入128个8位数据.在软件中设置一个9位的数组，分别赋值由0×11至0×99,地址使用0-8共9个地址位.DSP采用循环发送的方式，将数组中的数据发送到存储芯片中.

　　然后DSP进行读取操作，从存储芯片的地址位中读出数据，写入到另一个数组中并对读取和写入的数据进行比较，检验数据是否正确.结果如图3所示.

　　由图3可以看出，读取和写入的数据完全一致.对于使用数据量较大的系统，可以更换容量更大的存储器，使用文中的硬件设计和程序设计，同样可满足需求.

　　6.结语

　　本设计使用DSP芯片自带的SPI接口进行硬件设计，节省了设计时间，降低了电路设计的复杂度，实现了对系统掉电以后数据的存储，并可解决由于数据不同造成的程序一致性的问题.此设计满足了系统的要求，适用于各种需要掉电后保存数据的嵌入式系统.