串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用

1、附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 附錄附錄B B 串行串行EEPROMEEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用存儲(chǔ)器及應(yīng)用 一、二線制一、二線制I2C總線總線CMOS 24系列串行系列串行EEPROM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 圖 附B-1 DIP8封裝的24系列串行EEPROM存儲(chǔ)器 6123SCLA0A1A2SDAWP57附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 1. I2C總線特性總線特性 I2C總線協(xié)議是Philips公司開發(fā)的兩線制(即串行時(shí)鐘信號(hào)SCL和串行數(shù)據(jù)/地址線SDA)串行通訊接口，I2C協(xié)議主要特點(diǎn)如下： (1) 在I2C通訊協(xié)議中，通訊過程由產(chǎn)生SCL時(shí)鐘信號(hào)的主器件(如微處理器)控制，即主器件

2、除了產(chǎn)生作為讀/寫同步信號(hào)的SCL外，還發(fā)出“啟動(dòng)”和“停止”總線操作的控制信號(hào)。 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 (2) 在I2C總線協(xié)議中，允許總線上掛接多個(gè)從器件(如存儲(chǔ)器)，形成“一主多從”結(jié)構(gòu)(采用總線仲裁方式后，可允許同時(shí)存在多個(gè)主器件，不過在單片機(jī)系統(tǒng)中很少見，因此不介紹)。每個(gè)從器件均有惟一“從片地址”，主器件啟動(dòng)了 I2C總線后，所有從器件均處于接收狀態(tài)，接收主器件發(fā)送來的地址信息(廣播形式)，并與自身的“從片地址”比較：如果相符，則通過SDA引腳回送低電平的“應(yīng)答信號(hào)”；反之，不做任何響應(yīng)。在7位地址格式中，從片地址由7位從片地址(最多可以連接128個(gè)從器件)和控制

3、數(shù)據(jù)傳輸方向的讀寫標(biāo)志位(R/W)組成。例如，采用I2C總線接口的EEPROM存儲(chǔ)器的從片地址格式為1 0 1 0 A2 A1 A0 W/R附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 (3) 對(duì)于主器件來說，SCL引腳為輸出，且漏極開路；對(duì)于從器件來說，SCL引腳為輸入。SDA是漏極開路的數(shù)據(jù)/地址輸入/輸出引腳。 (4) 在I2C總線協(xié)議中，把數(shù)據(jù)發(fā)送到SDA線的器件稱為“發(fā)送器”，接收數(shù)據(jù)的器件稱為“接收器”。例如，主器件（如CPU）把數(shù)據(jù)或從器件地址寫入從器件（如存儲(chǔ)器）時(shí)，主器件是發(fā)送器，從器件是接收器；當(dāng)主器件讀取從器件存儲(chǔ)單元信息時(shí)，從器件是發(fā)送器，主器件是接收器。接收器收到發(fā)送器一個(gè)

4、字節(jié)數(shù)據(jù)后，必須回送一個(gè)低電平的應(yīng)答信號(hào)，否則發(fā)送器將停止發(fā)送數(shù)據(jù)。 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 圖 附B-2 I2C總線操作時(shí)序 SCLSDA總線空閑寫入同步讀出同步總線空閑數(shù)據(jù)電平穩(wěn)定啟動(dòng)停止附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 (5) I2C總線標(biāo)準(zhǔn)約定的時(shí)間參數(shù)。 在I2C總線標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)下列時(shí)間寬度有嚴(yán)格要求： 讀寫同步信號(hào)SCL高電平最小時(shí)間。 讀寫同步信號(hào)SCL低電平最小時(shí)間。 “停止”操作時(shí)，SCL由低電平變?yōu)楦唠娖?即SCL信號(hào)上升沿)到SDA變?yōu)楦唠娖降淖钚r(shí)間。 “啟動(dòng)”操作時(shí)，SDA由高電平變?yōu)榈碗娖剑碨DA信號(hào)下降沿）到SCL變?yōu)榈碗娖降淖钚r(shí)間。以上時(shí)

5、間不得小于4.7 s。 最大數(shù)據(jù)傳輸率，每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不得超過100 Kbit，即同步信號(hào)SCL頻率最大為100 kHz。 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 2. 二線制二線制I2C總線總線24系列串行系列串行EEPROM存儲(chǔ)器寫入過程存儲(chǔ)器寫入過程 二線制I2C總線24系列串行EEPROM存儲(chǔ)器支持字節(jié)寫入方式和頁(yè)寫入方式。 1) 字節(jié)寫入方式 字節(jié)寫入過程如下：?jiǎn)?dòng)給出芯片控制字節(jié)等待EEPROM芯片回送應(yīng)答信號(hào)輸出EEPROM存儲(chǔ)單元地址字等待EEPROM芯片回送應(yīng)答信號(hào)輸出寫入存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)等待EEPROM芯片回送應(yīng)答信號(hào)停止。 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 2) 頁(yè)

6、面寫入 串行EEPROM存儲(chǔ)器內(nèi)部有頁(yè)寫入緩沖器（頁(yè)寫入緩沖器容量P的大小與芯片生產(chǎn)廠家、型號(hào)有關(guān)，如表附B-1所示），因此可以使用頁(yè)面寫入方式： 啟動(dòng)給出芯片控制字節(jié)等待EEPROM芯片回送應(yīng)答信號(hào)輸出EEPROM存儲(chǔ)單元地址字(n)等待EEPROM芯片回送應(yīng)答信號(hào)輸出寫入存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)(n)等待EEPROM芯片回送應(yīng)答信號(hào)輸出寫入存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)(n+1)等待EEPROM芯片回送應(yīng)答信號(hào)輸出寫入存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)(n+P)等待EEPROM芯片回送應(yīng)答信號(hào)停止。 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 表表 附附 B-1 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 3) 寫周期結(jié)束查詢 圖 附B-3

7、寫控制字節(jié)YNEEPROM應(yīng)答？發(fā)“啟動(dòng)”信號(hào)附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 3. 讀操作讀操作 1) 立即地址讀 圖 附B-4 立即讀操作 BUS ACTIVITY：MASTERSDALINESLAVEADDRESSACKDATASTARTSTOPNO ACKSPSCLSDA898TH BITDATA OUTNO ACKSTOP主器件(CPU的I/O引腳)處于輸入狀態(tài)主器件(CPU的I/O引腳)處于輸出狀態(tài)附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 2) 讀指定存儲(chǔ)單元(字節(jié)讀) 圖 附B-5 字節(jié)讀操作 BUS ACTIVITY：MASTERSDALINESLAVEADDRESSACK

8、DATAnSTOPNO ACKSPSLAVEADDRESSSTARTSBYTEADDRESS(n)*STARTACKACK附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 3) 連續(xù)讀 圖 附B-6 連續(xù)讀操作 BUS ACTIVITY：MASTERSDALINESTOPSLAVEADDRESSDATA nxACKDATA n2DATA n1DATA nACKACKACKNO ACK附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 4. 串行串行EEPROM與與MCS-51接口接口 圖 附B-7 I2C總線存儲(chǔ)器與MCS-51的連接 A0A1A2VssVCCWPSCLSDA123424WC01/02/32/645

9、 VP1.1P1.08765(a)A0A1A2VssVCCWPSCLSDA123424WC045 VP1.1P1.08765(b)A0A1A2VssVCCWPSCLSDA123424WC085 VP1.1P1.08765(c)A0A1A2VssVCCWPSCLSDA123424WC165 VP1.1P1.08765(d)附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 圖 附B-8 I2C總線器件的連接 OSCI1SOCO2INT3VSS4SDA5SCL6CLKOUT7VCC8PCF8563A0A1A2VssVCCWPSCLSDA1234U1U224WC01/02/32/645 V5 VP1.1P1.0

10、5678附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 5. 用軟件模擬在用軟件模擬在P1.0、P1.1引腳產(chǎn)生引腳產(chǎn)生I2C總線定時(shí)信號(hào)參考程序總線定時(shí)信號(hào)參考程序說明：ByteCnt DATA 30H ; I2C數(shù)據(jù)字節(jié)計(jì)數(shù)器SlvAdr DATA 31H ; 從器件地址SubAdr DATA 32H ; 待讀寫的從器件存儲(chǔ)單元地址RcvDat DATA 40H ; 接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)XmtDat DATA 50H ; 發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū); 端口位定義SDA BIT P1.1 ; 模擬I2C數(shù)據(jù)傳送位SCL BIT P1.0 ; 模擬I2C時(shí)鐘控制狀態(tài)標(biāo)志FHbit BIT 0F0H; 發(fā)送及接收成功標(biāo)志

11、存放在0F0H位單元中 NOACK BIT 0F1H; 讀操作時(shí)主器件非應(yīng)答標(biāo)志位，1表示非應(yīng)答，0表示應(yīng)答 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 1) 啟動(dòng);“啟動(dòng)” I2C總線串行EEPROM子程序START:CLR SCLNOPSETB SDANOPSETB SCLNOP; 插入空操作指令的數(shù)目由CPU時(shí)鐘頻率決定。SCL高電平時(shí)間最小; 為0.6 s,當(dāng)時(shí)鐘頻率為12 MHz時(shí)，NOP指令執(zhí)行時(shí)間為一個(gè)機(jī)器周; 期（即1 s），可見插入一條NOP指令足夠 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 NOPNOPNOPCLR SDA; 在SCL為高電平時(shí)，使SDA由高電平變?yōu)榈碗娖剑瑔?dòng)I

12、2C總線NOPNOPNOPNOPCLR SCL; 將SCL時(shí)鐘置為低電平，以便發(fā)送和接收RET 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 2) 停止; “停止”I2C總線串行EEPROM子程序STOP : CLR SCLNOPCLR SDANOPSETB SCLNOP; 插入空操作指令的數(shù)目由CPU時(shí)鐘頻率決定。SCL高電平時(shí)間最小; 為0.6 s，當(dāng)時(shí)鐘頻率為12 MHz時(shí)，NOP指令執(zhí)行時(shí)間為一個(gè)機(jī)器周; 期（即1 s），可見插入一條NOP指令足夠 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 NOPNOPNOPSETB SDA; 在SCL為高電平時(shí)，使SDA由低電平變?yōu)楦唠娖?，停止I2C總線NO

13、PNOPNOPNOPRET ; “停止”總線操作結(jié)束后，SCL、SDA均處于高電平狀態(tài)，即總線處于空閑 狀態(tài) 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 3) 字節(jié)寫; 字節(jié)發(fā)送子程序。; 用于將控制（即從器件地址）字節(jié)或數(shù)據(jù)字節(jié)發(fā)送到從器件(串行EEPROM)中; 待發(fā)送字節(jié)信息存放在寄存器A中，返回標(biāo)志存放在Fhbit（位地址）中，0表示成功，1; 表示失?。磸钠骷]有應(yīng)答，發(fā)送失?。㏄ROC SentByteSentByte:NOPMOV R7,#08H; 初始化發(fā)送數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度R7SentLOOP:CLR SCLNOP; 根據(jù)CPU時(shí)鐘頻率可以插入02條空操作指令NOPRLC A; 將Ac

14、c.7位移到進(jìn)位標(biāo)志C中，即先寫高位MOV SDA, C; 將數(shù)據(jù)位發(fā)送到SDA引腳。由于寫入時(shí)用SCL上升沿同步，因此; 要先送數(shù)據(jù)后將SCL置高電平附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 SETB SCL; 使時(shí)鐘引腳為高電平NOP; 插入空操作NOPDJNZ R7, SentLOOP; R7減1不為0轉(zhuǎn)移NOPCLR SCL; 當(dāng)R7=0，則表示已發(fā)送Acc.0位，將SCL置低電平，形成發(fā)送Acc.0; 位的時(shí)鐘脈沖NOP; 插入空操作指令，以便形成第9個(gè)SCL脈沖，檢測(cè)從器件回送的; 應(yīng)答信號(hào)NOPNOPSETB SDA; 將與SDA引腳相連的I/O引腳鎖存器位置1，使SDA引腳能作為

15、輸入; 引腳，以便檢測(cè)從器件回送的應(yīng)答信號(hào)（這一指令不能少，否則當(dāng); 發(fā)送的Acc.0位為0時(shí)，I/O引腳鎖存器為0，結(jié)果輸入信號(hào)總被鉗位 ; 在低電平） 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 SETB SCL; 發(fā)應(yīng)答信號(hào)檢測(cè)脈沖NOPNOPCLR FHbit; 清除失敗標(biāo)志JNB SDA, SeACK; 如果SDA為低電平，則表示收到應(yīng)答信號(hào)SETB FHbit; 否則將FHbit置1，表示發(fā)送失敗SeACK:NOPCLR SCL; 將SCL置為低電平，結(jié)束應(yīng)答檢測(cè)脈沖RET END 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 4) 字節(jié)讀; 字節(jié)接收子程序; 用于接收從器件(串行EEPRO

16、M)發(fā)送來的存儲(chǔ)單元信息; 接收到字節(jié)數(shù)據(jù)存放在寄存器Acc中，根據(jù)應(yīng)答標(biāo)志ACK內(nèi)容決定是否要發(fā)送應(yīng)答信號(hào)PROC ReceByteReceByte:NOPMOV R7,#08H; 初始化接收數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度R7SETB SDA; 在單字節(jié)（立即讀或選擇性讀）讀程序中，接收總是; 發(fā)生在寫入從器件地址后，為了能檢測(cè)到從回送的低電平應(yīng)答信號(hào)，SDA已被置為輸入狀; 態(tài)，在接收子程序中，可以省去“SETB SDA”指令；但在連續(xù)讀程序中，主器件每收到一; 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)后，向從器件發(fā)送一個(gè)低電平的應(yīng)答信號(hào)，這時(shí)SDA引腳對(duì)應(yīng)的I/O鎖存器 ; 處于輸出狀態(tài)，且輸出低電平，因此不能省去該指令 附錄 B 串

17、行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 ReceLOOP: CLR SCLNOP; 根據(jù)CPU時(shí)鐘頻率可以插入04條空操作指令 NOPNOPNOPSETB SCLMOV C,SDA; 讀數(shù)據(jù)位RLC ADJNZ R7,ReceLOOPNOPCLR SCL; 當(dāng)R7=0，則表示已接收到Acc.7位，將SCL置低電平， ; 形成接收Acc.7位的時(shí)鐘脈沖 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 NOP ; 插入空操作指令，以便形成第9個(gè)SCL脈沖，檢測(cè)從 ; 器件回送的應(yīng)答信號(hào)NOPNOPCLR SDA; 主器件準(zhǔn)備送低應(yīng)答信號(hào) JNB NOACK,SNOACK; 如果接收數(shù)據(jù)非應(yīng)答標(biāo)志NOACK為0，要應(yīng)答

18、SETB SDA; 非應(yīng)答標(biāo)志有效（為1），改送高電平的非應(yīng)答信號(hào)SNOACK:NOPNOPSETB SCL; 將SCL置為高電平，發(fā)第9個(gè)SCL脈沖NOPNOPNOPCLR SCL ; 將SCL置為低電平，以便接受數(shù)據(jù)或發(fā)送停止信號(hào)CLR NOACK; 清除非應(yīng)答標(biāo)志RET END 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 5) 多字節(jié)寫數(shù)據(jù)發(fā)送子程序; -串行EEPROM、日歷時(shí)鐘讀寫子程序-; 發(fā)送數(shù)據(jù)子程序; 名稱:SendData; 描述:發(fā)送ByteCnt 個(gè)字節(jié)給從器件，如I2C總線串行EEPROM; 從器件地址在SlvAdr 中，存儲(chǔ)單元地址在SubAdr 中; 所發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)

19、數(shù)在ByteCnt中，發(fā)送的數(shù)據(jù)在XmtDat 緩沖區(qū)中; 成功發(fā)送數(shù)據(jù)，F(xiàn)Hbit標(biāo)志為0; 當(dāng)FHbit為1時(shí)表示從器件無應(yīng)答或損壞; *附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 Proc SendData SendData: PUSH PSW PUSH ACC PUSH DPL PUSH DPH SETB RS0 SETB RS1 LCALL START ; 啟動(dòng)IC總線 MOV A ,SlvAdr ; 將從器件地址放累加器A中 LCALL SentByte ; 發(fā)送從器件總線地址 JB FHBIT,SenReturn ; 從器件不應(yīng)答返回 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 MOV

20、A,SubAdr ; 取存儲(chǔ)單元地址 LCALL SentByte ; 發(fā)存儲(chǔ)單元地址 JB FHbit,SenReturn ; 從器件不應(yīng)答返回 MOV R0,#XmtDat ; 取發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首址SentNext: MOV A,R0 LCALL SentByte ; 發(fā)送一次數(shù)據(jù) JB FHbit,SenReturn ; 出錯(cuò)返回 INC R0 ; 取下一個(gè)數(shù)據(jù) DJNZ ByteCnt,SentNext ; 重復(fù)操作直到發(fā)送完最后一個(gè)數(shù)據(jù) LCALL STOP ; 停止IC總線操作; *查詢方式檢測(cè)內(nèi)部寫入周期是否已完成* 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 LOOP: LCALL

21、 START ; 啟動(dòng)IC總線 MOV A ,SlvAdr ; 將從器件地址放累加器A中 LCALL SentByte ; 發(fā)送從器件總線地址 JB FHBIT,LOOP ; 從器件不應(yīng)答返回 LCALL STOP ; 停止IC總線操作; *SenReturn: POP DPH POP DPL POP ACC POP PSW RET END 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 6) 多字節(jié)讀接收子程序; *; 接收數(shù)據(jù)子程序; 名稱:ReceData; 描述:自從器件（如I2C總線串行EEPROM）讀出ByteCnt 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù); 從器件地址在SlvAdr 中，待讀出的存儲(chǔ)單元地址在Sub

22、Adr 中; 所發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)在ByteCnt中，接收的數(shù)據(jù)放在RevDat 緩沖區(qū)中; 成功接收數(shù)據(jù)，F(xiàn)Hbit標(biāo)志為0; 當(dāng)FHbit為1時(shí)表示從器件無應(yīng)答或損壞; * PROC ReceData 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 ReceData: PUSH PSW PUSH ACC PUSH DPL PUSH DPH SETB RS0 SETB RS1 LCALL START ; 啟動(dòng)IC總線 MOV A ,SlvAdr ; 將從器件地址放累加器A中 LCALL SentByte ; 發(fā)送從器件總線地址 JB FHBIT,RevReturn ; 從器件不應(yīng)答返回 附錄 B 串行EEPROM存儲(chǔ)器及應(yīng)用 ; *完成假寫過程，已將從器件地址計(jì)數(shù)器定位到讀出單元* LCALL START ; 重新啟動(dòng)IC總線 MOV A ,SlvAdr ; 將從器件地址放累加器A中 SETB ACC.0 ; 將從器件地址改為讀狀態(tài) LCALL