ในโพสต์นี้เราจะมาทำความเข้าใจว่า EEPROM คืออะไรข้อมูลถูกจัดเก็บอย่างไรใน EEPROM ในตัว บอร์ด Arduino ไมโครคอนโทรลเลอร์และทดสอบวิธีการเขียนและอ่านข้อมูลบน EEPROM ด้วยตัวอย่างสองสามตัวอย่าง

ทำไมต้อง EEPROM

ก่อนที่เราจะถามว่า EEPROM คืออะไร? เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องทราบว่าเหตุใดจึงใช้ EEPROM ในการจัดเก็บข้อมูลตั้งแต่แรก ดังนั้นเราจึงมีแนวคิดที่ชัดเจนเกี่ยวกับ EEPROM

ปัจจุบันมีอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลจำนวนมากตั้งแต่อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแม่เหล็กเช่นฮาร์ดดิสก์ของคอมพิวเตอร์เครื่องบันทึกเทปคาสเซ็ตแบบเก่าสื่อเก็บข้อมูลแบบออปติคัลเช่นซีดีดีวีดีดิสก์บลูเรย์และหน่วยความจำโซลิดสเตตเช่น SSD (Solid State Drive) สำหรับ คอมพิวเตอร์และการ์ดหน่วยความจำเป็นต้น

อุปกรณ์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ที่สามารถจัดเก็บข้อมูลเช่นเพลงวิดีโอเอกสาร ฯลฯ ได้ตั้งแต่ระดับต่ำสุดเพียงไม่กี่กิโลไบต์ไปจนถึงหลายเทราไบต์ หน่วยความจำเหล่านี้เป็นหน่วยความจำที่ไม่ลบเลือนซึ่งหมายความว่าข้อมูลสามารถเก็บรักษาไว้ได้แม้จะตัดไฟไปยังสื่อจัดเก็บข้อมูลแล้วก็ตาม

อุปกรณ์ที่ให้เสียงเพลงที่สบายหูหรือวิดีโอที่ทำให้ตากระตุกเช่นคอมพิวเตอร์หรือสมาร์ทโฟนจะจัดเก็บข้อมูลสำคัญบางอย่างเช่นข้อมูลการกำหนดค่าข้อมูลการบูตรหัสผ่านข้อมูลไบโอเมตริกข้อมูลการเข้าสู่ระบบเป็นต้น

ข้อมูลที่กล่าวถึงเหล่านี้ไม่สามารถจัดเก็บในอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ได้ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัยและข้อมูลเหล่านี้อาจถูกแก้ไขโดยผู้ใช้โดยไม่ได้ตั้งใจซึ่งอาจทำให้อุปกรณ์ทำงานผิดปกติได้

ข้อมูลเหล่านี้ใช้เวลาเพียงไม่กี่ไบต์จนถึงไม่กี่เมกะไบต์การเชื่อมต่ออุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลทั่วไปเช่นสื่อแม่เหล็กหรือออปติคอลกับชิปประมวลผลนั้นไม่สามารถทำได้ทั้งทางเศรษฐกิจและทางกายภาพ

ดังนั้นข้อมูลสำคัญเหล่านี้จึงถูกเก็บไว้ในชิปประมวลผลเอง

Arduino ไม่ต่างจากคอมพิวเตอร์หรือสมาร์ทโฟน มีหลายสถานการณ์ที่เราจำเป็นต้องจัดเก็บข้อมูลสำคัญบางอย่างซึ่งจะต้องไม่ถูกลบแม้ว่าระบบจะถูกตัดออกไปแล้วก็ตามเช่นข้อมูลเซ็นเซอร์

ตอนนี้คุณคงพอจะเข้าใจแล้วว่าทำไมเราถึงต้องการ EEPROM บนไมโครโปรเซสเซอร์และชิปไมโครคอนโทรลเลอร์

EEPROM คืออะไร?

EEPROM ย่อมาจาก Electrically Erasable Programmable Read Only Memory นอกจากนี้ยังเป็นหน่วยความจำที่ไม่ลบเลือนซึ่งสามารถอ่านและเขียนได้ ไบต์ฉลาด

การอ่านและเขียนระดับไบต์ทำให้แตกต่างจากความทรงจำเซมิคอนดักเตอร์อื่น ๆ ตัวอย่างเช่นหน่วยความจำแฟลช: การอ่านเขียนและลบข้อมูลในลักษณะที่ชาญฉลาด

บล็อกอาจมีขนาดไม่กี่ร้อยถึงหลายพันบิตซึ่งเป็นไปได้สำหรับการจัดเก็บข้อมูลจำนวนมาก แต่ไม่ใช่สำหรับการดำเนินการ 'หน่วยความจำอ่านอย่างเดียว' ในไมโครโปรเซสเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งจำเป็นต้องเข้าถึงข้อมูลแบบไบต์ต่อไบต์

บนบอร์ด Arduino Uno (ATmega328P) มีอยู่บนบอร์ด 1KB หรือ 1024 ไบต์ของ EEPROM แต่ละไบต์สามารถเข้าถึงได้ทีละไบต์แต่ละไบต์มีที่อยู่ตั้งแต่ 0 ถึง 1023 (รวมเป็น 1024)

ที่อยู่ (0-1023) คือตำแหน่งหน่วยความจำที่ข้อมูลของเราจะถูกเก็บไว้

ในแต่ละที่อยู่คุณสามารถจัดเก็บข้อมูล 8 บิตตัวเลขตั้งแต่ 0 ถึง 255 ข้อมูลของเราจะถูกจัดเก็บในรูปแบบไบนารีดังนั้นหากเราเขียนหมายเลข 255 ลงใน EEPROM มันจะเก็บตัวเลขเป็น 11111111 ไว้ในที่อยู่และถ้าเราเก็บเป็นศูนย์ จะจัดเก็บเป็น 00000000

คุณยังสามารถจัดเก็บข้อความอักขระพิเศษอักขระที่เป็นตัวอักษรและตัวเลขเป็นต้นโดยการเขียนโปรแกรมที่เหมาะสม

ไม่ได้กล่าวถึงรายละเอียดการก่อสร้างและการทำงานที่นี่ซึ่งอาจทำให้บทความนี้มีความยาวและอาจทำให้คุณง่วงนอนได้ มุ่งหน้าไปที่ YouTube หรือ Google มีบทความ / วิดีโอที่น่าสนใจเกี่ยวกับโครงสร้างและการทำงานของ EEPORM

อย่าสับสน EEPROM กับ EPROM:

สรุปสั้น ๆ ว่า EPROM คือหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่ตั้งโปรแกรมได้ด้วยไฟฟ้าซึ่งหมายความว่าสามารถตั้งโปรแกรม (จัดเก็บหน่วยความจำ) ด้วยไฟฟ้า แต่ไม่สามารถลบด้วยระบบไฟฟ้าได้

ใช้แสงอัลตราไวโอเลตที่ส่องสว่างเหนือชิปจัดเก็บข้อมูลซึ่งจะลบข้อมูลที่จัดเก็บไว้ EEPROM เข้ามาแทนที่ EPROM และตอนนี้แทบจะไม่ได้ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ

อย่าสับสนระหว่างหน่วยความจำแฟลชสำหรับ EEPROM:

หน่วยความจำแฟลชเป็นเซมิคอนดักเตอร์และหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนซึ่งสามารถลบได้ด้วยไฟฟ้าและสามารถตั้งโปรแกรมได้ด้วยไฟฟ้าอันที่จริงหน่วยความจำแฟลชได้มาจาก EEPROM แต่การเข้าถึงหน่วยความจำแบบบล็อกหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือวิธีการเข้าถึงหน่วยความจำและโครงสร้างของมันทำให้แตกต่างจาก EEPROM

Arduino Uno (ATmega328P Microcontroller) ยังมีหน่วยความจำแฟลช 32KB สำหรับจัดเก็บโปรแกรม

“ประเภทพื้นฐานของหน้าจอสัมผัส ”

อายุการใช้งานของ EEPROM:

เช่นเดียวกับสื่อจัดเก็บข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ EEPROM ยังมีวงจรการอ่านเขียนลบแบบ จำกัด แต่ปัญหาคือมันมีอายุการใช้งานน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับหน่วยความจำเซมิคอนดักเตอร์ประเภทอื่น ๆ

ใน EEPROM ของ Arduino Atmel อ้างว่ามีวงจรการเขียนประมาณ 100,000 (หนึ่งแสน) ต่อเซลล์ หากอุณหภูมิห้องของคุณต่ำลงอายุการใช้งานของ EEPROM ก็จะยิ่งมากขึ้น

โปรดทราบว่าการอ่านข้อมูลจาก EEPROM ไม่ส่งผลต่ออายุการใช้งานอย่างมีนัยสำคัญ

มี EEPROM IC ภายนอกซึ่งสามารถเชื่อมต่อกับ Arduino ได้อย่างง่ายดายโดยมีความจุหน่วยความจำตั้งแต่ 8 KB, 128KB, 256 KB เป็นต้นโดยมีอายุการใช้งานประมาณ 1 ล้านรอบการเขียนต่อเซลล์

สรุป EEPROM ตอนนี้คุณจะได้รับความรู้เชิงทฤษฎีเพียงพอเกี่ยวกับ EEPROM

ในส่วนต่อไปนี้เราจะได้เรียนรู้วิธีทดสอบ EEPROM บน arduino ในทางปฏิบัติ

วิธีทดสอบ EEPROM ใน Arduino

ในการใช้งานสิ่งที่คุณต้องมีคือสาย USB และบอร์ด Arduino Uno คุณก็พร้อมใช้งานแล้ว

จากคำอธิบายข้างต้นเราเข้าใจว่า EEPROM มีที่อยู่ที่เราเก็บข้อมูลของเรา เราสามารถจัดเก็บ 0 ถึง 1023 ตำแหน่งใน Arduino Uno สถานที่แต่ละแห่งสามารถรองรับ 8 บิตหรือหนึ่งไบต์

ในตัวอย่างนี้เราจะจัดเก็บข้อมูลในที่อยู่ เพื่อลดความซับซ้อนของโปรแกรมและเพื่อให้โปรแกรมสั้นที่สุดเราจะจัดเก็บจำนวนเต็มหลักเดียว (0 ถึง 9) บนที่อยู่ตั้งแต่ 0 ถึง 9

รหัสโปรแกรม # 1

ตอนนี้อัปโหลดรหัสไปยัง Arduino:
//------------------Program Developed by R.GIRISH-------------------// #include int inputAddress = 0 int inputValue = 0 int ReadData = 0 boolean Readadd = true boolean Readval = true void setup() { Serial.begin(9600) Serial.println('Enter the address (0 to 9)') Serial.println('') while(Readadd) { inputAddress = Serial.read() if(inputAddress > 0) { inputAddress = inputAddress - 48 Readadd = false } } Serial.print('You have selected Address: ') Serial.println(inputAddress) Serial.println('') delay(2000) Serial.println('Enter the value to be stored (0 to 9)') Serial.println('') while(Readval) { inputValue = Serial.read() if(inputValue > 0) { inputValue = inputValue - 48 Readval = false } } Serial.print('The value you entered is: ') Serial.println(inputValue) Serial.println('') delay(2000) Serial.print('It will be stored in Address: ') Serial.println(inputAddress) Serial.println('') delay(2000) Serial.println('Writing on EEPROM.....') Serial.println('') EEPROM.write(inputAddress, inputValue) delay(2000) Serial.println('Value stored successfully!!!') Serial.println('') delay(2000) Serial.println('Reading from EEPROM....') delay(2000) ReadData = EEPROM.read(inputAddress) Serial.println('') Serial.print('The value read from Address ') Serial.print(inputAddress) Serial.print(' is: ') Serial.println(ReadData) Serial.println('') delay(1000) Serial.println('Done!!!') } void loop() { // DO nothing here. } //------------------Program Developed by R.GIRISH-------------------//

เอาท์พุท:

เมื่ออัปโหลดโค้ดแล้วให้เปิดซีเรียลมอนิเตอร์

ระบบจะขอให้คุณป้อนที่อยู่ตั้งแต่ 0 ถึง 9 จากผลลัพธ์ด้านบนฉันได้ป้อนที่อยู่ 3 ดังนั้นฉันจะจัดเก็บค่าจำนวนเต็มในตำแหน่ง (ที่อยู่) 3.

ตอนนี้ระบบจะแจ้งให้คุณป้อนค่าจำนวนเต็มหลักเดียวตั้งแต่ 0 ถึง 9 จากผลลัพธ์ด้านบนฉันได้ป้อนค่า 5

ดังนั้นตอนนี้ค่า 5 จะถูกเก็บไว้ในตำแหน่งที่อยู่ 3

เมื่อคุณป้อนค่ามันจะเขียนค่าบน EEPROM

มันจะแสดงข้อความแสดงความสำเร็จซึ่งหมายความว่าค่าจะถูกเก็บไว้

หลังจากผ่านไปสองสามวินาทีระบบจะอ่านค่าที่เก็บไว้ในที่อยู่ที่แสดงความคิดเห็นและจะแสดงค่าบนจอภาพแบบอนุกรม

สรุปได้ว่าเราได้เขียนและอ่านค่าจาก EEPROM ของไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino’s

ตอนนี้เราจะใช้ EEPROM สำหรับเก็บรหัสผ่าน

“เครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิตคืออะไรและทำงานอย่างไร ”

เราจะป้อนรหัสผ่าน 6 หลัก (ไม่น้อยกว่าหรือไม่มีเลย) รหัสผ่านจะถูกเก็บไว้ในที่อยู่ 6 ที่แตกต่างกัน (แต่ละที่อยู่สำหรับแต่ละหลัก) และที่อยู่เพิ่มเติมอีกหนึ่งรายการสำหรับจัดเก็บ“ 1” หรือ“ 0”

เมื่อคุณป้อนรหัสผ่านที่อยู่เพิ่มเติมจะจัดเก็บค่า“ 1” ซึ่งระบุว่ารหัสผ่านถูกตั้งค่าและโปรแกรมจะขอให้คุณป้อนรหัสผ่านเพื่อเปิดไฟ LED

หากค่าที่อยู่เพิ่มเติมที่จัดเก็บไว้คือ“ 0” หรือมีค่าอื่นอยู่ระบบจะขอให้คุณสร้างรหัสผ่าน 6 หลักใหม่

ด้วยวิธีการข้างต้นโปรแกรมสามารถระบุได้ว่าคุณได้ตั้งรหัสผ่านไว้แล้วหรือต้องการสร้างรหัสผ่านใหม่

หากรหัสผ่านที่ป้อนถูกต้องไฟ LED ที่ขา # 13 จะสว่างขึ้นหากรหัสผ่านที่ป้อนไม่ถูกต้อง LED จะไม่ติดสว่างและจอภาพอนุกรมจะแจ้งว่ารหัสผ่านของคุณไม่ถูกต้อง

รหัสโปรแกรม # 2

ตอนนี้อัปโหลดรหัส:
//------------------Program Developed by R.GIRISH---------------// #include int passExistAdd = 200 const int LED = 13 int inputAddress = 0 int word1 = 0 int word2 = 0 int word3 = 0 int word4 = 0 int word5 = 0 int word6 = 0 int wordAddress1 = 0 int wordAddress2 = 1 int wordAddress3 = 2 int wordAddress4 = 3 int wordAddress5 = 4 int wordAddress6 = 5 int passwordExist = 0 boolean ReadVal1 = true boolean ReadVal2 = true boolean ReadVal3 = true boolean ReadVal4 = true boolean ReadVal5 = true boolean ReadVal6 = true int checkWord1 = 0 int checkWord2 = 0 int checkWord3 = 0 int checkWord4 = 0 int checkWord5 = 0 int checkWord6 = 0 void setup() { Serial.begin(9600) pinMode(LED, OUTPUT) digitalWrite(LED, LOW) passwordExist = EEPROM.read(passExistAdd) if(passwordExist != 1) { Serial.println('Enter a new 6 number password:') while(ReadVal1) { word1 = Serial.read() if(word1 > 0) { word1 = word1 - 48 ReadVal1 = false } } while(ReadVal2) { word2 = Serial.read() if(word2 > 0) { word2 = word2 - 48 ReadVal2 = false } } while(ReadVal3) { word3 = Serial.read() if(word3 > 0) { word3 = word3 - 48 ReadVal3 = false } } while(ReadVal4) { word4 = Serial.read() if(word4 > 0) { word4 = word4 - 48 ReadVal4 = false } } while(ReadVal5) { word5 = Serial.read() if(word5 > 0) { word5 = word5 - 48 ReadVal5 = false } } while(ReadVal6) { word6 = Serial.read() if(word6 > 0) { word6 = word6 - 48 ReadVal6 = false } } Serial.println('') Serial.print(word1) Serial.print(word2) Serial.print(word3) Serial.print(word4) Serial.print(word5) Serial.print(word6) EEPROM.write(wordAddress1, word1) EEPROM.write(wordAddress2, word2) EEPROM.write(wordAddress3, word3) EEPROM.write(wordAddress4, word4) EEPROM.write(wordAddress5, word5) EEPROM.write(wordAddress6, word6) EEPROM.write(passExistAdd,1) Serial.println(' Password saved Sucessfully!!!') Serial.println('') Serial.println('Press Reset Button.') while(true){} } if(passwordExist == 1) { Serial.println('') Serial.println('Please enter the 6 digit number password:') while(ReadVal1) { word1 = Serial.read() if(word1 > 0) { word1 = word1 - 48 ReadVal1 = false } } while(ReadVal2) { word2 = Serial.read() if(word2 > 0) { word2 = word2 - 48 ReadVal2 = false } } while(ReadVal3) { word3 = Serial.read() if(word3 > 0) { word3 = word3 - 48 ReadVal3 = false } } while(ReadVal4) { word4 = Serial.read() if(word4 > 0) { word4 = word4 - 48 ReadVal4 = false } } while(ReadVal5) { word5 = Serial.read() if(word5 > 0) { word5 = word5 - 48 ReadVal5 = false } } while(ReadVal6) { word6 = Serial.read() if(word6 > 0) { word6 = word6 - 48 ReadVal6 = false } } checkWord1 = EEPROM.read(wordAddress1) if(checkWord1 != word1) { Serial.println('') Serial.println('Wrong Password!!!') Serial.println('') Serial.println('Press Reset Button.') while(true){} } checkWord2 = EEPROM.read(wordAddress2) if(checkWord2 != word2) { Serial.println('') Serial.println('Wrong Password!!!') Serial.println('') Serial.println('Press Reset Button.') while(true){} } checkWord3 = EEPROM.read(wordAddress3) if(checkWord3 != word3) { Serial.println('') Serial.println('Wrong Password!!!') Serial.println('') Serial.println('Press Reset Button.') while(true){} } checkWord4 = EEPROM.read(wordAddress4) if(checkWord4 != word4) { Serial.println('') Serial.println('Wrong Password!!!') Serial.println('') Serial.println('Press Reset Button.') while(true){} } checkWord5 = EEPROM.read(wordAddress5) if(checkWord5 != word5) { Serial.println('') Serial.println('Wrong Password!!!') Serial.println('') Serial.println('Press Reset Button.') while(true){} } checkWord6 = EEPROM.read(wordAddress6) if(checkWord6 != word6) { Serial.println('') Serial.println('Wrong Password!!!') Serial.println('') Serial.println('Press Reset Button.') while(true){} } digitalWrite(LED, HIGH) Serial.println('') Serial.println('LED is ON') Serial.println('') Serial.println('Press Reset Button.') } } void loop() { } //------------------Program Developed by R.GIRISH---------------//