單片機(jī)程序設(shè)計實(shí)踐教程-第17章-EEPROM器件AT24C02讀寫

1、第十七講 EEPROM器件AT24C02讀寫單片機(jī)程序設(shè)計實(shí)踐教程117.0 項目演示效果圖XP_17_01步驟1- EEPROM器件AT24C02讀寫項目的演示效果217.1 項目目標(biāo)設(shè)計加深對IIC總線通信工作方式及原理的理解；掌握24C02芯片的功能以及在本開發(fā)板中所起的作用；掌握EEPROM器件電路的連接方法；理解對24C02進(jìn)行寫和讀控制的軟件編制方法；在達(dá)到以上四點(diǎn)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)本章“項目擴(kuò)展任務(wù)”中提出的問題，以組或個人為單位，在規(guī)定時間里完成擴(kuò)展項目任務(wù)。317.2 項目任務(wù) 24C02讀寫控制項目的電路原理圖如圖17-1所示。在第17章已經(jīng)介紹過，STC89C52RC單片

2、機(jī)本身不包含I2C總線通信控制器的功能，為了與具有I2C總線通信和存儲功能的EEPROM器件24C02芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，STC89C52RC單片機(jī)必須利用自身的兩根I/O線（這里是P14和P15引腳），作為I2C的SDA和SCL信號線，利用軟件模擬產(chǎn)生I2C通信協(xié)議規(guī)定的傳輸數(shù)據(jù)信號，以完成與24C02芯片之間的數(shù)據(jù)交換。 本次項目應(yīng)完成以下程序設(shè)計：通過C51嵌入式軟件對24C02指定的多個連續(xù)地址寫入指定數(shù)值，再讀出已寫入24C02器件地址的數(shù)值，并在七段LED數(shù)碼管上進(jìn)行顯示。4圖17-1 24C02讀寫項目的電路原理圖517.3 系統(tǒng)板上硬件連線 PMY單片機(jī)開發(fā)板上24C02讀寫控制

3、項目的連接插線設(shè)置如圖17-2所示。圖17-2 開發(fā)板上24C02讀寫項目的連接插線設(shè)置617.4 程序流程圖圖17-3 24C02讀寫項目的程序流程圖717.5 C語言源程序（略）17.6 系統(tǒng)構(gòu)成和程序分析17.6.1 E2PROM器件24C02簡介 在家用電器、實(shí)時工控、儀器儀表等以單片機(jī)為核心的微處理系統(tǒng)中，經(jīng)常要求數(shù)據(jù)或狀態(tài)參數(shù)不僅能夠在線改寫，而且在斷電后能夠保持，以便在下次開機(jī)的時候，系統(tǒng)能恢復(fù)到上次退出時的狀態(tài)，在系統(tǒng)中配置EEPROM是一種簡便的選擇。常見的EEPROM有兩種：并行EEPROM和串行EEPROM。并行EEPROM的容量很大，例如2864（或28C64），有8K

4、8bit（64Kbit）。但是在很多應(yīng)用系統(tǒng)中，并不需要這么大的容量，這時可以選用串行EEPROM。8圖17-4 24C02的實(shí)物和引腳分配圖9 串行EEPROM的容量一般較小。例如24C02的容量為2568bit（2Kbit），完全可以滿足中小規(guī)模的應(yīng)用需要。它最顯著的特點(diǎn)是只占用CPU的兩根I/O線，就可以實(shí)現(xiàn)與CPU之間的數(shù)據(jù)交換，而不像并行EEPROM，需要數(shù)據(jù)、地址、控制等多組總線，占用大量的I/O口，這些優(yōu)點(diǎn)對于小型、緊湊的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)來說非常重要。 另外，串行EEPROM的體積小（均提供DIP8 的封裝)、價格低（24C02的價格不到2864的1/10），也是不可忽略的成本優(yōu)勢

5、。24系列的EEPROM采用I2C總線與CPU之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這與前文介紹的第16章數(shù)字鐘設(shè)計項目中PCF8563時鐘芯片的通信方式一樣，因此，兩個項目的C51軟件的編制方法也基本上是一致的。10 在PMY單片機(jī)開發(fā)板上集成的EEPROM是24C02【36】（見圖17-1），圖17-4給出了24C02的實(shí)物和引腳分配圖。24C02是2Kbit的IIC總線EEPROM，其內(nèi)部有256個字節(jié)，每個字節(jié)為8位數(shù)據(jù)。由于24C02的地址、數(shù)據(jù)信息都在同一條線路上傳送，當(dāng)串行總線上掛有多個芯片時，每個芯片必須具有唯一的器件地址【37】。 24C02的器件地址由7位數(shù)據(jù)位和一位讀寫位組成,即1010E2

6、E1E0R/W，其中，高4位的1010為24系列的協(xié)議格式，是I2C總線分配給串行EEPROM器件的地址；之后的3位E2、E1、E0為可編程地址位，供在總線上連接多片同一型號器件時分配器件地址用。11 片地址有8個選項，表示在一個I2C總線上，可以接8 片24C02，容量最多可達(dá)到16Kbit（2568bit8片）。最后一位是讀寫控制位R/W，當(dāng)該位為1時，表示當(dāng)前的操作是讀操作；該位為0時，表示當(dāng)前的操作是寫操作。由于項目開發(fā)板上的24C02只有一個，可以將E2、E1、E0取為000。 如圖17-1中24C02的引腳E2、E1、E0同時接地即可完成以上設(shè)置，這樣，24C02的寫從器件地址為0

7、 xa0（10100000B），讀從器件地址為0 xa1（10100001B）。1217.6.2 關(guān)于項目的一些說明圖17-5 EEPROM器件24C02讀寫項目的系統(tǒng)功能圖13 圖17-5為EEPROM器件24C02讀寫項目的系統(tǒng)功能圖，由圖可知，本項目與第16章數(shù)字鐘設(shè)計項目的程序編制方法基本一致，都是對I2C總線器件進(jìn)行讀寫控制。而且從難易程度上講，數(shù)字鐘項目更加復(fù)雜，因此建議讀者對比數(shù)字鐘設(shè)計項目里關(guān)于軟件模擬實(shí)現(xiàn)IIC總線通信的程序編制方法，例如，函數(shù)I_start、I_stop、I_send和I_receive等在兩個項目中的軟件實(shí)現(xiàn)相同，這樣可以便于讀者更好地掌握本部分的內(nèi)容。1

8、417.6.3 如何在項目中實(shí)現(xiàn)24C02的讀寫 程序中的_24C02_WriteByte函數(shù)是向指定從地址器件的特定寄存器地址寫入一個字節(jié)數(shù)據(jù)，雖然與數(shù)字鐘設(shè)計項目程序中的PCF8563_WRINIT函數(shù)功能類似，但只是完成了向從器件傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)的功能。而PCF8563_WRINIT函數(shù)則完成向從器件指定地址寫入多個指定字節(jié)數(shù)據(jù)，在本項目主程序main中的以下語句同樣可以實(shí)現(xiàn)主器件（STC89C52RC）向指定從器件（24C02）的指定地址連續(xù)寫入多個字節(jié)的功能：/*以下語句為向24C02寫入數(shù)據(jù)*/_24C02_Fillbyte(20,0 xff); /將前20字節(jié)用0 xff填充 f

9、or(i=0;i16;i+) _24C02_WriteByte(i,DispDati); /將數(shù)組DispDat設(shè)定的顯示代碼寫入到24C02/*以上語句為向24C02寫入數(shù)據(jù)*/15 在驗證是否字節(jié)數(shù)據(jù)已被寫入24C02指定地址時，應(yīng)將包含上述寫數(shù)據(jù)的程序在PMY單片機(jī)開發(fā)板上下載執(zhí)行一遍，然后將上面列寫的程序段（在17.5節(jié)源代碼列寫中用著重符標(biāo)出）刪除，再編譯后向PMY單片機(jī)開發(fā)板下載一遍，程序執(zhí)行時如果七段數(shù)碼管和8位LED發(fā)光二極管正常顯示，則說明單片機(jī)可以正常從24C02中讀出已寫入數(shù)據(jù)。 程序中的_24C02_ReadByte函數(shù)完成讀24C02指定地址n個數(shù)值的功能，無論是從語法結(jié)構(gòu)還是作用上講，與數(shù)字鐘設(shè)計項目程序中的PCF8563_READTIME函數(shù)功能完全一樣，請讀者對比這兩個函數(shù)并認(rèn)真加以理解。1617.7 項目擴(kuò)展任務(wù) 理解單片機(jī)對24C02讀寫控制的軟硬件原理，以個人或