嵌入式控制系统中I2C串行EEPROM器件应用

2018-02-13 14:36:43编辑:什么鱼 关键字:控制系统  I2C  串行EEPROM

    I2C串行EEPROM存储器因具有外形体积小、接口紧凑简单、占用引脚资源少、数据保存可靠、可在线改写、功耗低和价格低廉等显著特点,被广泛应用于嵌入式控制系统中,用于存放配置参数、调整和运行数据等信息。但由于其为同步串行传输,通讯协议非常简单,没有提供更为复杂的纠错和检测机制,在实践中经常因使用不当造成数据丢失、数据无故改写等问题。对于存储数据要求非常高的系统, 例如计量产品、无人值守系统等,如果存储数据发生意外错误,造成的损失是致命的,因此在设计使用I2C串行EEPROM存储器时,更多地需要硬件和软件相互接合,采取一些相关的处理措施,使得产品能够在各种恶劣的使用环境中可靠、正确地运行。

1 硬件处理措施

硬件处理过程中,应重点考虑以下几个方面:

(1)电源是一个控制系统可靠运行的基石,很多产品与外界的有线连接就是电源连接。因此,在产品设计时应对电源电路进行有效滤波处理,并且应该通过EMC的试验检测来降低电源纹波噪声,抑制高频震荡和高压脉冲的侵入,减少由于噪声过大而引起的I2C串行EEPROM器件读写失误。这一点尤为重要,因为实践中很多系统的数据不知何故而发生了错误,可能的一个重要原因就是电源的抗干扰能力有限,从而导致I2C总线干扰。

(2)由于特殊原因,尽管对电源已经进行了有效处理,仍无法避免电磁的干扰,在使用I2C串行EEPROM时,在I2C规范限制条件下,可以采取减小上拉电阻和使用I2C总线驱动器提高输出驱动能力等措施来有效降低电磁干扰对读写的影响。

(3)I2C串行EEPROM 一般具有欠压复位电路,如果微处理器欠压复位的门限电压高于I2C串行EEPROM,那么,由于电磁干扰造成的电压波动使得微处理器可能会在总线通信过程中率先复位,而I2C串行EEPROM保持其当前状态,导致总线出现“挂死”现象,使得数据传输不同步而出现数据错误。因此,应尽量采用带有掉电检测功能的微处理器,设置微处理器掉电复位门槛电压低于I2C串行EEPROM 的欠压复位门槛,使得微处理器与I2C串行EEPROM同步复位[1]。

(4)为防止总线意外“挂死”,如果设计允许,最好能控制I2C器件的电源或选择带有复位引脚的器件。

(5)对于具有写保护功能的I2C串行EEPROM,可充分利用写保护引脚来提供硬件写保护功能,将写保护引脚连接到微处理器的I/O口线上,控制器件在平时处于写保护状态;需要写入时,将写保护引脚变为逻辑“0”。注意,写保护引脚不能悬空,否则器件将无法正常工作。

2 软件处理措施

在保证硬件电路设计可靠的同时,提高软件的抗干扰能力同样重要。在对I2C串行EEPROM进行读写操作时,要从两个方面进行可靠性的设计,首先要保证I2C总线通讯的完整和有效性,其次就是保证I2C串行EEPROM读写数据的正确性。

2.1 保证 I2C总线通讯的完整和有效性措施

2.1.1 总线复位

前面讲到在I2C总线通讯过程中,由于电磁干扰等因素可能导致总线“挂死”或通讯失效,所以在启动通讯前,应先对I2C串行EEPROM器件进行复位操作,以保证I2C总线处于畅通状态。对于具有复位引脚的器件,提供复位信号重新复位;而对于无复位引脚的器件,若电路设计中能控制其电源,则给器件上电复位;若无法控制器件电源,则启动“恢复序列”复位。恢复序列操作流程为:
    (1)在SCL线发送9个时钟脉冲;
    (2)由Master保持SDA线为高,直到Slave-Transmitter模式释放SDA执行ACK操作;
    (3)在ACK操作时,保持SDA线为高;
    (4)在Master-Receiver和Slave-Transmitter模式都结束后,Master发送一个Stop命令完成初始化总线[1]。

恢复序列如图1所示。

关键字:控制系统  I2C  串行EEPROM

来源: eefocus 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mcu/article_2018021337778.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:基于STM32处理器的数字PDA系统硬件电路设计
下一篇:基于FFmpeg的H.264视频硬件编解码在S3C6410处理器上的实现

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

福特自适应续航控制系统最大限度减少“幽灵堵车” 节省通勤时间

据外媒报道,福特与范德比尔特大学(Vanderbilt University)的研究人员本周正在其福特汽车上大量使用自适应续航控制系统,以证明其自适应续航控制系统可以最大限度地减少“幽灵堵车”(phantom traffic jams)。71%的美国福特车辆都提供基于雷达的自巡航控制系统,可以自动匹配当前的交通速度,驾驶员可设定与前方车辆保持固定距离。福特Co-Pilot360技术主管Michael Kane表示:“当路面通行缓慢,车辆移动近乎爬行的时候,即使是有趣的夏日家庭之旅也会变得让人非常恼火,特别是你不知道为什么交通堵塞不通。如果车辆装有自适应巡航系统,我们鼓励车主们在夏季旅行时开着它上路,希望当前智能技术的运用可成为缓解
发表于 2018-07-02 20:01:41
福特自适应续航控制系统最大限度减少“幽灵堵车” 节省通勤时间

就知道梅西C罗?看控制系统和工业机器人“世界杯”

一转眼,2018世界杯赛程快要过半,各位球迷朋友的车和房还在吗?本届世界杯的赛况依旧跌宕起伏,很多比赛结果都出人意料,反正不让你猜对比分就是了,不过这也正是足球这项运动的魅力之处。还记得“自动化世界杯TOP5”的那篇推送吗?在文末的投票中,控制系统和工业机器人这两个行业细分市场,以高票数获得前两名。如今,随着第二轮小组赛的结束,第一支结束世界杯之旅的球队也产生了,那么诸多明星球员在本次世界杯中的表现如何呢?综上所述,今天工控小编就从控制系统和工业机器人这两个细分行业出发,带你同时get√自动化市场和球场的新动态!控制系统——球队领袖控制系统作为产品设备的“大脑”,有着举足轻重的地位,和控制系统一样,球队的“灵魂”——领袖球员也起着
发表于 2018-06-27 19:42:19
就知道梅西C罗?看控制系统和工业机器人“世界杯”

密歇根大学验证互联巡航控制系统 提升车辆节能表现

据外媒报道,密歇根大学(U-M)采用车间通信(V2V)技术,使自动驾驶车辆能及时响应其他道路使用者,帮助其节能并提升安全性,从而验证了互联巡航控制系统的高效性。该团队在路测中展现了互联巡航控制的许多优点,该团队只启用了一辆自动驾驶汽车,将其与其他车辆进行类比测试。互联巡航控制可调节车速,这取决于其车间通信系统所获取的信息,周边车辆可利用无线网络,共享实时车速及定位数据。相较于其他被广泛采用的自适应巡航系统,互联巡航控制系统可追踪多辆前方车辆,密歇根大学的路测演示了该系统及自动驾驶车辆与传统车辆间的车间通信是如何有助于规避“交通波(traffic wave)”。在该情境中,最前方的那辆汽车将引发其他车辆的“制动-再加
发表于 2018-05-21 18:11:34
密歇根大学验证互联巡航控制系统 提升车辆节能表现

四大安全威胁趋势:黑客赚钱新路子 工业控制系统漏洞激增

渠道渗透到防守严密的企业中。这样的病毒传播更快速;针对锁定的特定地区和行业,通常与针对性攻击组合使用;经常渗透行业环境中的孤立目标;隐匿性好,获得的权限更高。特点四:工业控制系统相关漏洞增长特别快据统计,近年来工业控制系统相关漏洞增长为29%。赛门铁克专家表示,最厉害的黑客其实攻击的就是这里。事实上,制造业众多用户其产线还在用老旧系统,如WIN XP/7,这些系统都不再提供升级补丁服务。但是,一个产线应用做好可能要使用很长时间,不会因为系统更新就更换。如果黑客利用系统漏洞进入产线,后果可想而知。目前,针对这种情况,安全企业往往通过提供嵌入式系统的保护解决方案来解决制造业的安全问题。简单来说,就是为老旧系统进行加固。比如产线上的一个
发表于 2018-05-13 20:59:19

基于STM8A和TI/ROHM的车身中央控制系统方案

方案简介车身中央控制系统是基于ST的STM8A汽车级MCU为平台,配合TI/ROHM的外围车规级模拟器件,主要解决了车身网关通讯,对雨刮,大灯,座椅,后视镜,门控制等模块之间的调控和配置。方案图片:方案框图:方案规格参数:STM8Ax 系列产品:主频:24 MHzFlash:8 ~ 128 K;RAM:6 K;EEPROM :2 K基本通讯接口:CANLINSPIUART电源类产品:TLE4275-Q1/TPS7A60XX-Q1/TPS54XX-Q1/BD3571/BD3570接口:CAN:SN65HVDA105/40A-Q1LIN:TPIC1021A-Q1
发表于 2018-05-07 18:47:47
基于STM8A和TI/ROHM的车身中央控制系统方案

高精度电流检测提高闭环控制系统效率

高精度电流检测是提高闭环控制系统(即电机驱动器)效率的关键。在这篇博客中,笔者总结了不同隔离电流检测方法的利与弊,并列出了一些采用它们的典型应用。分流电阻器可用于多种工业应用,并能提供较高的准确度且实现低温度漂移。但是,它们的使用受限于其自身电阻值引起的功耗。在具有高共模电压的应用中,分流电阻器需要AMC1200等隔离式放大器或AMC1304L05等隔离式Δ-Σ调制器(适用于性能最高的系统)。AMC1304L05可提供±50mV的低输入电压范围,从而允许您使用更小的电阻分流器却不会影响性能。罗氏线圈(Rogowski coils)只测量交流电流(AC)并被缠绕在可分配待检测电流的导体周围。它们能提供与AC电流的变化率成比例的电压
发表于 2018-05-06 18:09:02

小广播

何立民专栏

单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved