數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片AT24C02簡(jiǎn)介

一． 芯片簡(jiǎn)介

AT24C02是一個(gè)2K位串行CMOS E2PROM，內(nèi)部含有256個(gè)8位字節(jié)，采用先進(jìn)CMOS技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗。 AT24C02有一個(gè)8字節(jié)頁(yè)寫緩沖器，該器件通過IIC總線接口進(jìn)行操作，有一個(gè)專門的寫保護(hù)功能。

二． 芯片參數(shù)

1.特點(diǎn)

• 工作電壓：1.8V～5.5V；
• 低功耗CMOS技術(shù)，工作電流1mA，待機(jī)電流1uA；
• 應(yīng)用在內(nèi)部結(jié)構(gòu)：128x8(1K),256x8(2K),512x8(4K),1024x8(8K),2048x8(16K)；
• 二線串行接口，支持標(biāo)準(zhǔn)IIC通信協(xié)議；
• 雙向數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議；
• 兼容 400KHz傳輸速率（1.8V,2.5V,2.7V,3.6V）；
• 支持硬件寫保護(hù)功能；
• 擦出次數(shù)可達(dá)10000次；
• 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)間超過100年；

2.引腳定義

A0-A2引腳為芯片地址，用于多器件工作模式； SDA、SCL分別為IIC通信的數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線； WP為寫保護(hù)引腳，當(dāng)該引腳接 GND 時(shí),允許正常的讀/寫操作。 當(dāng)該引腳接 VCC 時(shí),芯片啟動(dòng)寫保護(hù)功能；

3.參考電路

A0-A2接到GND上，地址固定為0； SCL、SDA引腳內(nèi)部為開漏輸出，所以需接上拉電阻； WP引腳接GND，表示芯片可讀可寫。

三． 通信接口

1.芯片讀寫地址

在進(jìn)行I2C通信時(shí)，主機(jī)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)后，再發(fā)送尋址信號(hào)。 器件的地址有7位和10位，以7為地址尋址為例； 尋址信號(hào)由一個(gè)字節(jié)構(gòu)成，高7位為地址位，最低位為方向位，用來表示主機(jī)與從器件的數(shù)據(jù)傳輸方向；

方向位0代表主機(jī)接下來對(duì)從器件進(jìn)行寫操作； 方向位為1，表明主機(jī)接下來對(duì)器件進(jìn)行讀操作。

如上圖，AT24C02的高4位是固定的，為1010b,低3位則由A0/A1/A2信號(hào)線的電平?jīng)Q定。 按照我們此處的連接， A0/A1/A2 均為 0，所以 EEPROM 的 7 位設(shè)備地址是：1010 000b ，即 0x50。

由于 I2C 通訊時(shí)常常是地址跟讀寫方向連在一起構(gòu)成一個(gè) 8 位數(shù)，且當(dāng)R/W 位為 0 時(shí)，表示寫方向，所以加上 7 位地址，其值為“ 0xA0”，常稱該值為 I2C 設(shè)備的“寫地址”； 當(dāng) R/W 位為 1 時(shí)，表示讀方向，加上 7 位地址，其值為“ 0xA1”，常稱該值為“讀地址”。

A0/A1/A2輸入腳用于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)時(shí)設(shè)置器件地址，當(dāng)這些腳懸空時(shí)默認(rèn)值為0。 當(dāng)使用AT24C02 時(shí)最大可級(jí)聯(lián)8個(gè)器件。 如果只有一個(gè)AT24C02被總線尋址，這三個(gè)地址輸入腳（A0、A1、A2 ）可懸空(接地也可以)或連接到Vss，如果只有一個(gè)AT24C01被總線尋址這三個(gè)地址輸入腳（A0、A1、A2 ）必須連接到Vss。

2.IIC通信

由于51單片機(jī)內(nèi)部無集成IIC控制硬件資源，所以需要軟件模擬IIC通信。 函數(shù)有四個(gè)，分別為IIC起始信號(hào)、IIC停止信號(hào)、IIC讀取字節(jié)、IIC寫入字節(jié)等函數(shù)。

/*********************IIC.h*************************************/


//--定義使用的IO口--//
sbit I2C_SCL = P2^1;
sbit I2C_SDA = P2^0;




//--聲明全局變量--//
void I2C_Delay10us();
void I2C_Start();           //起始信號(hào)：在I2C_SCL時(shí)鐘信號(hào)在高電平期間I2C_SDA信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)下降沿
void I2C_Stop();            //終止信號(hào)：在I2C_SCL時(shí)鐘信號(hào)高電平期間I2C_SDA信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)上升沿
uchar I2C_SendByte(uchar dat, uchar ack);//使用I2c讀取一個(gè)字節(jié)
uchar I2C_ReadByte();       //通過I2C發(fā)送一個(gè)字節(jié)。在I2C_SCL時(shí)鐘信號(hào)高電平期間，保持發(fā)送信號(hào)I2C_SDA保持穩(wěn)定




/*********************IIC.c*************************************/




//延時(shí):1us
void I2C_Delay10us()
{
  uchar a, b;
  for(b=1; b>0; b--)
  {
    for(a=2; a>0; a--);
  }
}




// 起始信號(hào)：在I2C_SCL時(shí)鐘信號(hào)在高電平期間I2C_SDA信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)下降沿
void I2C_Start()
{
  I2C_SDA = 1;
  I2C_Delay10us();
  I2C_SCL = 1;
  I2C_Delay10us();//建立時(shí)間是I2C_SDA保持時(shí)間>4.7us
  I2C_SDA = 0;
  I2C_Delay10us();//保持時(shí)間是>4us
  I2C_SCL = 0;      
  I2C_Delay10us();    
}




//終止信號(hào)：在I2C_SCL時(shí)鐘信號(hào)高電平期間I2C_SDA信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)上升沿
void I2C_Stop()
{
  I2C_SDA = 0;
  I2C_Delay10us();
  I2C_SCL = 1;
  I2C_Delay10us();//建立時(shí)間大于4.7us
  I2C_SDA = 1;
  I2C_Delay10us();    
}




//通過I2C發(fā)送一個(gè)字節(jié)。在I2C_SCL時(shí)鐘信號(hào)高電平期間， 保持發(fā)送信號(hào)I2C_SDA保持穩(wěn)定
uchar I2C_SendByte(uchar dat, uchar ack)
{
  uchar a = 0,b = 0;//最大255，一個(gè)機(jī)器周期為1us，最大延時(shí)255us。
  for(a=0; a<8; a++)//要發(fā)送8位，從最高位開始
  {
    I2C_SDA = dat >> 7;   //起始信號(hào)之后I2C_SCL=0，所以可以直接改變I2C_SDA信號(hào)
    dat = dat << 1;
    I2C_Delay10us();
    I2C_SCL = 1;
    I2C_Delay10us();//建立時(shí)間>4.7us
    I2C_SCL = 0;
    I2C_Delay10us();//時(shí)間大于4us    
  }
  I2C_SDA = 1;
  I2C_Delay10us();
  I2C_SCL = 1;
  while(I2C_SDA && (ack == 1))//等待應(yīng)答，也就是等待從設(shè)備把I2C_SDA拉低
  {
    b++;
    if(b > 200)   //如果超過200us沒有應(yīng)答發(fā)送失敗，或者為非應(yīng)答，表示接收結(jié)束
    {
      I2C_SCL = 0;
      I2C_Delay10us();
      return 0;
    }
  }
  I2C_SCL = 0;
  I2C_Delay10us();
   return 1;    
}




// 使用I2c讀取一個(gè)字節(jié)
uchar I2C_ReadByte()
{
  uchar a = 0,dat = 0;
  I2C_SDA = 1;      //起始和發(fā)送一個(gè)字節(jié)之后I2C_SCL都是0
  I2C_Delay10us();
  for(a=0; a<8; a++)//接收8個(gè)字節(jié)
  {
    I2C_SCL = 1;
    I2C_Delay10us();
    dat <<= 1;
    dat |= I2C_SDA;
    I2C_Delay10us();
    I2C_SCL = 0;
    I2C_Delay10us();
  }
  return dat;    
}

四 ．控制程序

實(shí)現(xiàn)了基本IIC通訊函數(shù)后，就可對(duì)AT24C02進(jìn)行操作，主要是寫入數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)兩個(gè)函數(shù)。

芯片尋址可對(duì)內(nèi)部256B中的任一個(gè)進(jìn)行讀/寫操作，其尋址范圍為00FF，共256個(gè)尋址單位。 所以可任意在00FF地址寫入我們需要保存的數(shù)據(jù)。

1.AT24C02寫入數(shù)據(jù)

時(shí)序順序?yàn)? 發(fā)送開始信號(hào)，IIC啟動(dòng)->發(fā)送器件地址，其中讀寫標(biāo)志位為寫->發(fā)送器件內(nèi)部存儲(chǔ)地址->向器件中寫入數(shù)據(jù)->發(fā)送停止信號(hào)，IIC停止;

//函數(shù)功能 : 往24c02的一個(gè)地址寫入一個(gè)數(shù)據(jù)
void At24c02Write(unsigned char addr,unsigned char dat)
{
  I2C_Start();
  I2C_SendByte(0xa0, 1);//發(fā)送寫器件地址
  I2C_SendByte(addr, 1);//發(fā)送要寫入內(nèi)存地址
  I2C_SendByte(dat, 0);  //發(fā)送數(shù)據(jù)
  I2C_Stop();
}

2.AT24C02讀取數(shù)據(jù)

時(shí)序順序?yàn)? 發(fā)送開始信號(hào)，IIC啟動(dòng)->發(fā)送器件地址，其中讀寫標(biāo)志位為寫->發(fā)送器件內(nèi)部->發(fā)送開始信號(hào)，IIC再次啟動(dòng)->發(fā)送器件地址，其中讀寫標(biāo)志位為讀->從器件讀出數(shù)據(jù)->返回所讀取的數(shù)據(jù)；

// 函數(shù)功能 :讀取24c02的一個(gè)地址的一個(gè)數(shù)據(jù)
unsigned char At24c02Read(unsigned char addr)
{
  unsigned char num;
  I2C_Start();
  I2C_SendByte(0xa0, 1); //發(fā)送寫器件地址
  I2C_SendByte(addr, 1); //發(fā)送要讀取的地址
  I2C_Start();
  I2C_SendByte(0xa1, 1); //發(fā)送讀器件地址
  num=I2C_ReadByte(); //讀取數(shù)據(jù)
  I2C_Stop();
  return num;  
}

3.AT24C02讀寫數(shù)據(jù)

實(shí)現(xiàn)以上的讀寫功能，就可以使用AT24C02來實(shí)現(xiàn)我們需要的功能。 功能為：使用按鍵1，寫入num0； 按鍵2，讀取num0； 按鍵3，使num0加1； 按鍵4，清零num0；

void main()
{
  unsigned int num0 = 0,num1 = 0,num2 = 0,n;




  LcdInit();
  while(1)
  {
    if(K1 == 0)     //按鍵1按下，將num0寫入eeprom
    {
      Delay10ms(1);
      if(K1 == 0)
        {At24c02Write(2,num0);
        At24c02Write(3,num0);}
      while((n < 20)&&(K3==0))
      {
        n++;
        Delay10ms(1);  
      }      
      n=0;
      n=0;
    }
    if(K2 == 0)     //按鍵2按下，讀取eeprom數(shù)據(jù)
    {
      Delay10ms(1);
      if(K2 == 0)
        {num1 = At24c02Read(2);
        num2 = At24c02Read(3);  }
      while((n < 20)&&(K2 == 0))
      {
        n++;
        Delay10ms(1);  
      }      
      n=0;
    }      
    if(K3 == 0)     //按鍵3按下，使num0自加1
    {
      Delay10ms(1);
      if(K3 == 0)
        num0++;
      while((n < 50)&&(K3 == 0))
      {
        n++;
        Delay10ms(1);  
      }      
      n=0;
      if(num0==256)
        num0=0;
    }
    if(K4 == 0)     //按鍵4按下，清零
    {
      Delay10ms(1);
      if(K4 == 0)
        num0 = 0;
      while((n < 50) && (K4 == 0))
      {
        n++;
        Delay10ms(1);  
      }      
      n=0;
    }
    LCD_Display();  
  }
}