IIC接口AT24C02存储芯片的操作

电子小跑腿

从今天早上开始看AT24C02的手册，凭着有些撮的英语水平，24页的资料，愣是啃了半天，上午的时光就过去了。
　　AT24C02是一款EEPROM芯片，IIC接口，就是两条线：SDA与SCL；不过对于单单操纵这款芯片而言，没有设计到IIC总线协议之中所谓的仲裁。因而，大体看下了芯片手册，心中就知道大概怎么操作了。
　　另外，24C02的2K是指2Kbit。一般的话，存储器都用字节来衡量，所以其实24c02只有256byte。是不是比较小？这256byte又分成了32pages，每页有8byte。
　　现在来看看该如何编写代码,首先得知道起始与停止条件
                        
所谓起始条件：在SCL高电平期间，SDA的一个下降沿；
所谓停止条件：在SCL高电平期间，SDA的一个上升沿；
当然起始和停止条件与普通的位传送是不同的，位传送的时序如图所示

可以看到，在SCL的高电平期间，SDA是不允许变化的；而只有在SCL的电平期间,SDA才能够出现变化；
当传输完1字节之后，可能需要有一个应答信号。说到这儿，就需要明白几个概念：发送器、接受器、主器件、从器件。
发送器：在总线上发送数据的器件。
接受器：在总线上接受数据的器件。
主器件：控制信息交互的器件，产生SCL时钟信息，产生起始与停止条件。
从器件：受从器件控制的器件。
那这儿的应答信号，就是总线上的接受器每接受到一个字节后产生的应答。如图所示：

需要注意的是，在等待应答信号之前，需要将SDA置高，即释放掉总线。
24c02写的方式有两种：字节写、页写（就是连续写多个字节）。
掌握了字节写，对于页写就容易的多了。
字节写的时序如图所示：

字节写的时序：首先是起始条件（由MCU产生），接着单片机向总线上传送器件地址，总线上地址相同的器件会有一个ACK（即应答信息），然后向器件写入字地址（告诉24c02想把信息写在那个地址，24c02刚好有256个字节，8bit的字地址信息刚好表示），同样会有一个应答信息，紧接着需要写入需要传送的数据（8位），同理会有一个应答信息。最后，需要主器件产生一个停止条件。Ok，写字节就结束了，是不是很简单，页写只不过是在这一步没有发送停止条件，而是接着发数据，这个时候24c02会知道你要写下一个字节，它会自动的加地址。
再来看看如何读取，读取有三种方式：当前地址读、随机读（我得承认这个名字不是太好）、顺序读。
当前地址读取是指你可以读取到芯片内部地址计数器（最近一次操作留下的值）加上1的地址上的值。看清楚是加上1地址上的值，不过不太明白有何用处。
接下来的随机读取跟是让我迷惑（刚看手册时候），随机的意思不就是产生一个无脑的地址，然后去读取，这样的话，读取有什么意义？不过我想错了，你可以看看时序图：

看到了，先发写命令了，也传送了字地址，然后没有发写的内容。转而，重新开始发起始条件、器件地址（这次最后一位是读），然后再接受总线传送来的数据，此后主控器作为接受方，不用发应答信号，直接发一个停止条件，就ok了。
所以要想指定一个地址，就可以用随机读这个方法。不过随机读说法不太形象，改为指定地址读跟容易理解。
顺序读跟页写是对应的，只是在随机读或当前地址读后面接着接受数据。

写了三页，貌似不是很长。那就贴上代码，来充长。
个人喜欢写一个头文件，然后，再写一个c文件。
头文件部分：
#ifndef __hal_24c02_h__
#define __hal_24c02_h__

#include"reg52.h"
#include"hal.h"
#include"datatype.h"
#include"delay.h"

sbit scl=P3^7;//IIC时钟线
sbit sda=P3^6;//IIC数据线

#define SCL scl
#define SDA sda

//起始条件，SCL高电平时候，SDA的一个下降沿
#define HAL_24C02_START() {SDA=1;SCL=1;SDA=0;}
//停止条件，SCL高电平时候，SDA的一个上升沿
#define HAL_24C02_STOP() {SDA=0;SCL=1;SDA=1;}
#define HAL_24C02_BYTE_ADDR(addr) hal_24c02_send_char(addr)
#define HAL_24C02_ACK() hal_24c02_acknowledge(0)

void hal_24c02_init();
void hal_24c02_send_char(uchar val);
uchar hal_24c02_receive_char();
void hal_24c02_search_device(bit a2,bit a1,bit a0,bit rw);
void hal_24c02_acknowledge(bit mcu);

//学会使用以下两个函数即可
//需要注意写完之后，等待5ms之后，再去读取
void hal_24c02_byte_write(bit a2,bit a1,bit a0,uchar byte_addr,uchar byte_data);
uchar hal_24c02_byte_read(bit a2,bit a1,bit a0,uchar byte_addr);

#endif


C文件部分：
#include"hal_24c02.h"

//初始化，需将时钟线和数据线拉高
void hal_24c02_init()
{
         SCL=1;
         SDA=1;
}

//IIC协议要求从高位开始传送，传送1字节
void hal_24c02_send_char(uchar val)
{      
         uchar i;
         SCL=0;//此时，SCL被拉低,才允许SDA变化
         for(i=0;i<8;i++)
         {
                    if(val&(0x80>>i))
                           SDA=1;
                    else
                           SDA=0;
                   SCL=1;//拉高SCL,不允许SDA变化
                   delay_ms(1);
                   SCL=0;//拉低SCL,开始下1bit传送
         }
         //不包括应答脉冲，此时，SCL被拉低，SDA未被释放
         SDA=1;//释放数据线
         //SCL处于低电平；SDA处于高电平
}

uchar hal_24c02_receive_char()
{
          //SCL低电平 SDA高电平
          uchar tmp=0,i;
          for(i=0;i<8;i++)
          {
                 SCL=1;
                   if(SDA)
                            tmp=tmp|(0x80>>i);
                   SCL=0;
          }
          return tmp;
          //SCL低电平 SDA高电平
}

//a2、a1、a0:表示器件地址
//rw:1 代表读操作；0 代表写操作
void hal_24c02_search_device(bit a2,bit a1,bit a0,bit rw)
{
         uchar tmp;
         tmp=0xa0|(a2?0x08:0x00)|(a1?0x04:0x00)|(a0?0x02:0x00)|rw;
         hal_24c02_send_char(tmp);
}

//参数mcu=1,表示由主机主动产生应答信号，此时还需要将SDA拉低
//参数mcu=0，表示非主机参数应答信号，此时主机只需要产生SCL脉冲
//返回1：表示有应答；0：无应答
void hal_24c02_acknowledge(bit mcu)
{
         //SCL处于低电平；SDA处于高电平
         if(mcu)      SDA=0;//产生1应答信号
         SCL=1;
         delay_ms(1);
         while(SDA);//等待应答
         SCL=0;
         if(mcu)      SDA=1;//释放总线
         //SCL处于低电平；SDA处于高电平
}

//参数a2,a1,a0:器件地址
//参数byte_addr:字节地址
//参数byte_data:需要写的数据
void hal_24c02_byte_write(bit a2,bit a1,bit a0,uchar byte_addr,uchar byte_data)
{
          HAL_24C02_START()
          hal_24c02_search_device(a2,a1,a0,0);
          HAL_24C02_ACK();
          HAL_24C02_BYTE_ADDR(byte_addr);
          HAL_24C02_ACK();
          hal_24c02_send_char(byte_data);
          HAL_24C02_ACK();
          HAL_24C02_STOP()
}

//参数a2 a1 a0为器件地址；
//参数byte_char为需要读取的字节地址
//返回一个uchar型
uchar hal_24c02_byte_read(bit a2,bit a1,bit a0,uchar byte_addr)
{
          uchar val=0;
          HAL_24C02_START()
          hal_24c02_search_device(a2,a1,a0,0);//伪写
          HAL_24C02_ACK();
          HAL_24C02_BYTE_ADDR(byte_addr);//伪写的目的，就是为了传送地址
          HAL_24C02_ACK();
          HAL_24C02_START();
          hal_24c02_search_device(a2,a1,a0,1);//真读
          HAL_24C02_ACK();
          val=hal_24c02_receive_char();
          //NO ACK
          HAL_24C02_STOP()
          return val;
}

单枪舞九州

谢谢楼主分享，辛苦了

miaomiao

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mj8abcd