硬知识
- AT24Cxx 介绍
- - 引脚排列
  - 引脚说明
  - 存储结构
  - 器件寻址
  - 器件操作
  - - 待机模式
    - 存储复位
    - 写操作
    - - 字节写
      - 页写
      - 应答查询
    - 读操作
    - - 当前地址读
      - 随机读
      - 顺序读
示例程序
- 24C02.c
- 24C02.h
- 测试程序
- - main.c
  - 实验现象
  - 通讯波形
  - - 写入部分
    - 读取部分

普中51-单核-A2
STC89C52
Keil uVision V5.29.0.0
PK51 Prof.Developers Kit Version:9.60.0.0

硬知识

摘自《普中 51 单片机开发攻略》、《24C02/24C04/24C08/24C16/24C32/24C64芯片手册》

AT24Cxx 介绍

AT24C01/02/04/08/16…是一个1K/2K/4K/8K/16K 位串行 CMOS，内部含有 128/256/512/1024/2048 个 8 位字节，AT24C01 有一个 8 字节页写缓冲器， AT24C02/04/08/16 有一个 16 字节页写缓冲器。该器件通过 I2C 总线接口进行操作，它有一个专门的写保护功能。开发板上使用的是 AT24C02（EEPROM）芯片，此芯片具有 I2C 通信接口，芯片内保存的数据在掉电情况下都不丢失，所以通常用于存放一些比较重要的数据等。

引脚排列

AT24Cxx 芯片管脚如下图所示：
在这里插入图片描述

引脚说明

在这里插入图片描述

存储结构

在这里插入图片描述

器件寻址

       起始条件使能芯片读写操作后，EEPROM都要求有8位的器件地址信息。
       器件地址信息由"1"、“0"序列组成，前4位如图中所示，对于所有串行EEPROM都是一样的。对于24C02/32/64，随后3位A2，A1和A0为器件地址位，必须与硬件输入引脚保持一致。
       对于24C04，随后2位A2和A1为器件地址位，另1位为页地址位。A2和A1必须与硬件输入引脚保持一致，而A0是空脚。
       对于24C08，随后1位A2为器件地址位，另2位为页地址位。A2必须与硬件输入引脚保持一致，而A1和A0是空脚。
       对于24C16，无器件地址位，3位都为页地址位，而A2，A1和A0是空脚。
       器件地址信息的LSB为读/写操作选择位，高为读操作，低为写操作。
       若比较器件地址一致，EEPROM将输出应答"0”，如果不一致，则返回到待机状态。
在这里插入图片描述

器件操作

待机模式

EEPROM具有低功耗待机的特点，条件为：

电源上电；
接收停止条件及完成任何内部操作后。

存储复位

当协议中产生中断、掉电或系统复位后，I2C总线可通过以下步骤复位：

产生9个时钟周期。
当SCL为高时，SDA也为高。
产生一个起始条件。

写操作

字节写

       写操作要求在接收器件地址和ACK应答后，接收8位的字地址。接收到这个地址后EEPROM应答"0"，然后是一个8位数据。在接收8位数据后，EEPROM应答"0"，接着必须由主器件发送停止条件来终止写序列。
       此时EEPROM进入内部写周期 $t_{WR}$ ，数据写入非易失性存储器中，在此期间所有输入都无效。
       直到写周期完成，EEPROM才会有应答。
在这里插入图片描述

页写

       24C02器件按8字节/页执行页写，24C04/08/16器件按16字节/页执行页写，24C32/64器件按32字节/页执行页写。
       页写初始化与字节写相同，只是主器件不会在第一个数据后发送停止条件，而是在EEPROM的ACK以后，接着发送7个（24C02）或15个（24C04/08/16）或31个（24C32/64）数据。
       EEPROM收到每个数据后都应答"0"，最后仍需由主器件发送停止条件，终止写序列接收到每个数据后，字地址的低3位（24C02）或4位（24C04/08/16）或5位（24C32/64）内部自动加1，高位地址位不变，维持在当前页内。当内部产生的字地址达到该页边界地址时，随后的数据将写入该页的页首。如果超过8个（24C02）或16个（24C04/08/16）或32个24C32/64）数据传送给了EEPROM，字地址将回转到该页的首字节，先前的字节将会被覆盖。
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应答查询

一旦内部写周期启动，EEPROM输入无效，此时即可启动应答查询：发送起始条件和器件地址（读/写位为期望的操作）。只有内部写周期完成，EEPROM才应答"0"，之后可继续读/写操作。
在这里插入图片描述

读操作

读操作与写操作初始化相同，只是器件地址中的读/写选择位应为"1"，有三种不同的读操作方式：当前地址读，随机读和顺序读。

当前地址读

       内部地址计数器保存着上次访问时最后一个地址加1的值。只要芯片有电，该地址就一直保存。当读到最后页的最后字节，地址会回转到0；当写到某页尾的最后一个字节，地址会回转到该页的首字节。
       接收器件地址（读/写选择位为"1"）、EEPROM应答ACK后，当前地址的数据就随时钟送出。
       主器件无需应答"0"，但需发送停止条件。
在这里插入图片描述

随机读

随机读需先写一个目标字地址，一旦EEPROM接收器件地址和字地址并应答了ACK，主器件就产生一个重复的起始条件。
然后，主器件发送器件地址（读/写选择位为"1"），EEPROM应答ACK，并随时钟送出数据。主器件无需应答"0"，但需发送停止条件。
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顺序读

顺序读可以通过“当前地址读”或"随机读”启动。主器件接收到一个数据后，应答ACK，只要EEPROM接收到ACK，将自动增加字地址并继续随时钟发送后面的数据。若达到存储器地址末尾，地址自动回转到0，仍可继续顺序读取数据。
主器件不应答"0"，而发送停止条件，即可结束顺序读操作。
在这里插入图片描述

示例程序

stdint.h见【51单片机快速入门指南】1：基础知识和工程创建
软件I2C程序见【51单片机快速入门指南】4：软件 I2C

由原理图，此24C02的地址为1010 000，即 0x50
在这里插入图片描述

24C02.c

#include "24C02.h"/*******************************************************************************
* 函 数 名         : at24c02_delay_1ms 移植时需修改
* 函数功能		   : 延时1ms
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void at24c02_delay_1ms()	//@11.0592MHz
{unsigned char i, j;_nop_();i = 2;j = 199;do{while (--j);} while (--i);
}void at24c02_delay_ms(int i)
{while(i--)at24c02_delay_1ms();
}/*******************************************************************************
* 函 数 名         : at24c02_write_one_byte
* 函数功能		   : 在AT24CXX指定地址写入一个数据
* 输    入         : addr:写入数据的目的地址 dat:要写入的数据
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void at24c02_write_one_byte(uint8_t addr,uint8_t dat)
{			i2c_mem_write(ADDR_24C02, addr, &dat, 1);at24c02_delay_ms(10);
}/*******************************************************************************
* 函 数 名         : at24c02_read_one_byte
* 函数功能		   : 在AT24CXX指定地址读出一个数据
* 输    入         : addr:开始读数的地址 
* 输    出         : 读到的数据
*******************************************************************************/
uint8_t at24c02_read_one_byte(uint8_t addr)
{				  uint8_t temp = 0;		  	    																 i2c_mem_read(ADDR_24C02, addr, &temp, 1);return temp;							//返回读取的数据
}/*******************************************************************************
* 函 数 名         : at24c02_read_one_page
* 函数功能		   : 在AT24CXX指定地址读出一页数据
* 输    入         : addr:写入数据的目的地址  pbuffer:要写入的缓冲区首地址Len:数据长度
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void at24c02_read_one_page(uint8_t addr, uint8_t *pbuffer)
{				  i2c_mem_read(ADDR_24C02, addr, pbuffer, 8);
}/*******************************************************************************
* 函 数 名         : at24c02_write_one_page
* 函数功能		   : 在AT24CXX指定页写入一页数据
* 输    入         : addr:写入数据的目的地址 dat:要写入的数据
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void at24c02_write_one_page(uint8_t addr, uint8_t *dat)
{		i2c_mem_write(ADDR_24C02, addr, dat, 8);at24c02_delay_ms(10);
}/*******************************************************************************
* 函 数 名         : at24c02_read_bytes
* 函数功能		   : 在AT24CXX指定地址读出一段数据
* 输    入         : addr:写入数据的目的地址  pbuffer:要写入的缓冲区首地址Len:数据长度
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void at24c02_read_bytes(uint8_t addr, uint8_t* pbuffer, uint8_t Len)
{				  uint8_t pdat_id_S = addr % 8;uint8_t i, pages;if(pdat_id_S){for(i = pdat_id_S; i < 8; ++i){*pbuffer++ = at24c02_read_one_byte(addr++);--Len;if(!Len)return;}}pages = Len / 8;for (i = 0; i < pages; ++i){at24c02_read_one_page(addr, pbuffer);addr += 8;pbuffer += 8;Len  -= 8;}if(!Len)return;i2c_mem_read(ADDR_24C02, addr, pbuffer, Len);pbuffer += Len;*pbuffer = '\0';
}/*******************************************************************************
* 函 数 名         : at24c02_write_bytes
* 函数功能		   : 在AT24CXX指定地址写入一段数据
* 输    入         : addr:写入数据的目的地址  pdat:要写入的数据首地址Len:数据长度
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void at24c02_write_bytes(uint8_t addr, uint8_t* pdat, uint8_t Len)
{		uint8_t Temp[8];uint8_t pdat_id_S = addr % 8;uint8_t i, pages;if(pdat_id_S){for(i = 0; i < pdat_id_S; ++i)Temp[i] = at24c02_read_one_byte(addr - pdat_id_S + i);for (; i < 8; ++i){Temp[i] = *pdat;++pdat;--Len;if(!Len){at24c02_write_one_page(addr - pdat_id_S, Temp);return;}}at24c02_write_one_page(addr - pdat_id_S, Temp);addr = addr + 8 - pdat_id_S;}pages = Len / 8;for (i = 0; i < pages; ++i){at24c02_write_one_page(addr, pdat);addr += 8;pdat += 8;Len  -= 8;}if(!Len)return;for (i = 0; i < Len; ++i){Temp[i] = *pdat;++pdat;}for(; i < 8; ++i){Temp[i] = at24c02_read_one_byte(addr + i);}at24c02_write_one_page(addr, Temp);
}

24C02.h

#ifndef _24C02_H_
#define _24C02_H_#include "stdint.h"
#include "intrins.h"
#include "Software_I2C.h"#define ADDR_24C02 0x50	//24C02的7位地址void at24c02_write_one_byte(uint8_t addr,uint8_t dat);
uint8_t at24c02_read_one_byte(uint8_t addr);
void at24c02_write_one_page(uint8_t addr,uint8_t *dat);
void at24c02_read_one_page(uint8_t addr, uint8_t *pbuffer);void at24c02_write_bytes(uint8_t addr, uint8_t *pdat, uint8_t Len);
void at24c02_read_bytes(uint8_t addr, uint8_t *pbuffer, uint8_t Len);#endif

测试程序

串口程序见【51单片机快速入门指南】3.3：USART 串口通信

main.c

       在地址0x06处连续写入
       “123456789098765432123456789012345678909876543212345678901234567890987654321234567890”
       读取后通过串口返回，波特率为57600，晶振频率为11.0592MHz。

#include <STC89C5xRC.H>
#include "intrins.h"
#include "stdint.h"
#include "USART.h"
#include "24C02.h"void Delay1ms()		//@11.0592MHz
{unsigned char i, j;_nop_();i = 2;j = 199;do{while (--j);} while (--i);
}void Delay_ms(int i)
{while(i--)Delay1ms();
}void main(void)
{char Input[] = "123456789098765432123456789012345678909876543212345678901234567890987654321234567890";char Str[sizeof(Input)];USART_Init(USART_MODE_1, Rx_ENABLE, STC_USART_Priority_Lowest, 11059200, 57600, DOUBLE_BAUD_ENABLE, USART_TIMER_1);at24c02_write_bytes(6, Input, sizeof(Input)-1);while(1){Delay_ms(500);at24c02_read_bytes(6, Str, sizeof(Input)-1);printf("%s\r\n", Str);}
}