數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及其應(yīng)用演示文稿

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)ATCxx及其應(yīng)用演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五數(shù)據(jù)存儲(chǔ)ATCxx及其應(yīng)用現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五I2C（I2C、IIC）總線概述I2C（Inter－IntegratedCircuit）總線是Philips公司最先推出的一種雙向數(shù)據(jù)傳輸總線，僅使用兩根連線便可以實(shí)現(xiàn)全雙工同步數(shù)據(jù)傳輸。在I2C總線中，一條為串行數(shù)據(jù)線（SDA），另一條為串行時(shí)鐘線（SCL）。I2C總線占用引腳少，接口協(xié)議簡(jiǎn)單。目前多數(shù)公司均推出了I2C總線接口的各種器件，如存儲(chǔ)器、A/D、D/A、鍵盤、LCD等，大大方便了用戶的選擇?，F(xiàn)在是3頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五I2C（I2C、IIC）總線概述I2C總線采用兩線制，由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL構(gòu)成。I2C總線對(duì)數(shù)據(jù)通信進(jìn)行了嚴(yán)格的定義。典型的I2C總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。I2C總線上可以掛接多個(gè)器件，其中每個(gè)器件必須都支持I2C總線通信協(xié)議?，F(xiàn)在是4頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五I2C（I2C、IIC）總線概述其中，I2C總線的SCL和SDA端口（開(kāi)漏極，線與）在使用時(shí)必須連接上拉電阻。I2C總線的傳輸速率可以支持100khz和400khz兩種，對(duì)于100khz的速率一般采用10k歐姆的上拉電阻，對(duì)于400khz的速率一般采用2k歐姆的上拉電阻?，F(xiàn)在是5頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五I2C（I2C、IIC）總線特點(diǎn)I2C總線最主要的優(yōu)點(diǎn)是其簡(jiǎn)單性和有效性。由于接口直接在組件之上，因此I2C總線占用的空間非常小，減少了電路板的空間和芯片管腳的數(shù)量，降低了互聯(lián)成本?？偩€的長(zhǎng)度可高達(dá)25英尺，并且能夠以10Kbps的最大傳輸速率支持40個(gè)組件。I2C總線的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它支持多主控(multimastering)，其中任何能夠進(jìn)行發(fā)送和接收的設(shè)備都可以成為主總線（I2C總線上并接的每一模塊電路既是主控器（或被控器），又是發(fā)送器（或接收器），這取決于它所要完成的功能）。一個(gè)主控能夠控制信號(hào)的傳輸和時(shí)鐘頻率。當(dāng)然，在任何時(shí)間點(diǎn)上只能有一個(gè)主控。

現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五I2C（I2C、IIC）總線協(xié)議I2C總線協(xié)議定義如下：

1只有在總線空閑時(shí)才允許啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳送；（時(shí)鐘線與數(shù)據(jù)線都為高電平時(shí)為空閑信號(hào)）

2在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，當(dāng)時(shí)鐘線為高電平時(shí)數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn)定狀態(tài)，不允許有跳變；時(shí)鐘線為高電平時(shí)數(shù)據(jù)線的任何電平變化將被看作總線的起始或停止信號(hào)。起始信號(hào)。時(shí)鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從高到低的跳變作為I2C總線的起始信號(hào)。停止信號(hào)時(shí)鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變作為I2C總線的停止信號(hào)現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五I2C總線的信號(hào)類型I2C總線在傳送數(shù)據(jù)過(guò)程中共有三種類型信號(hào)，它們分別是：開(kāi)始信號(hào)、結(jié)束信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)。開(kāi)始信號(hào)：SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變，開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。結(jié)束信號(hào)：SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。應(yīng)答信號(hào)：接收數(shù)據(jù)的IC在接收到8bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的IC發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數(shù)據(jù)。CPU向受控單元發(fā)出一個(gè)信號(hào)后，等待受控單元發(fā)出一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，CPU接收到應(yīng)答信號(hào)后，根據(jù)實(shí)際情況作出是否繼續(xù)傳遞信號(hào)的判斷。若未收到應(yīng)答信號(hào)，由判斷為受控單元出現(xiàn)故障。這些信號(hào)中，起始信號(hào)是必需的，結(jié)束信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)，都可以不要?，F(xiàn)在是8頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五I2C總線的信號(hào)類型開(kāi)始信號(hào)：SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變，開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。結(jié)束信號(hào)：SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在是9頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五I2C總線的信號(hào)類型位的傳輸

SDA線上的數(shù)據(jù)必須在時(shí)鐘的高電平周期保持穩(wěn)定，數(shù)據(jù)線的高或低電平狀態(tài)只有在SCL線的時(shí)鐘信號(hào)是低電平時(shí)才能改變?，F(xiàn)在是10頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五I2C總線接口EEPROM存儲(chǔ)器目前，市場(chǎng)上I2C總線接口器件有多種，利于A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、時(shí)鐘芯片和存儲(chǔ)器等。這里以典型的I2C總線接口的存儲(chǔ)器為例進(jìn)行介紹。I2C總線接口EEPROM存儲(chǔ)器是一種采用I2C總線接口的串行總線存儲(chǔ)器，這類存儲(chǔ)器具有體積小、引腳少、功耗低、工作電壓范圍寬等特點(diǎn)。目前，Atmel、Microchip、National等公司均提供各種型號(hào)的I2C總線接口的串行EEPROM（電可擦出可編程只讀存儲(chǔ)器，即ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory）存儲(chǔ)器。在單片機(jī)系統(tǒng)中使用較多的EEPROM存儲(chǔ)器是24系列串行EEPROM。它具有型號(hào)多、容量大、支持I2C總線協(xié)議、占用單片機(jī)I/O端口少、芯片擴(kuò)展方便、讀寫(xiě)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在是11頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五AT24CXX這里以Atmel公司的產(chǎn)品為例進(jìn)行介紹，At24Cxx系列是Atmel公司典型的I2C串行總線的EEPROM，工作于從器件模式。AT24Cxx：01~1024容量=xxX1Kbit型號(hào)系列列表AT24C01：1K(128X8) AT24C02：2K(256X8)AT24C04：4K(512X8) AT24C08：8K(1KX8)AT24C16：16K(2KX8) AT24C512：512K(64KX8)AT24C1024：1M(128KX8)例如AT24C08存儲(chǔ)容量為8k位（1024個(gè)字節(jié)*8位容量計(jì)算方法現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五AT24CXXI2C總線接口的EEPROM存儲(chǔ)器工作電壓可選擇低電壓或標(biāo)準(zhǔn)電壓（1.8v、2.7v、5v）100khz（1.8v）或400khz（2.7v、5v）8字節(jié)頁(yè)寫(xiě)操作（1k、2k），16字節(jié)頁(yè)寫(xiě)操作（4k、8k、16k）內(nèi)部數(shù)據(jù)寫(xiě)周期（最大5ms）重復(fù)擦寫(xiě)100萬(wàn)次以上內(nèi)容數(shù)據(jù)可以掉電保存100年現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五AT24CXX引腳定義如下：Vcc、GND為芯片的供電引腳A0、A1、A2為芯片的引腳地址和頁(yè)面選擇輸入SCL為I2C總線接口的串行時(shí)鐘線SDA為I2C總線接口的串行數(shù)據(jù)線（高位在前，低位在后；上升沿?cái)?shù)據(jù)寫(xiě)入，下降沿?cái)?shù)據(jù)讀出）WP為寫(xiě)保護(hù)引腳，當(dāng)WP接高電平時(shí)，只能對(duì)該器件進(jìn)行讀操作，不能寫(xiě)操作，用于硬件數(shù)據(jù)的保護(hù)；當(dāng)WP接低電平時(shí)，可以對(duì)該器件進(jìn)行讀寫(xiě)操作?，F(xiàn)在是14頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五AT24Cxx重要參數(shù)現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五AT24CXX芯片地址具有I2C接口的EEPROM存儲(chǔ)器的前面4為全部都是1010頁(yè)面地址Px：不用連接芯片地址Ax：需要連接為高電平或低電平R/W：1——讀操作；0——寫(xiě)操作每片芯片16/32頁(yè)，每頁(yè)8字節(jié)，地址需要7/8位，總線最大可掛8片每片芯片32頁(yè)，每頁(yè)16字節(jié)，地址需要9位，總線最大可掛4片每片芯片64頁(yè)，每頁(yè)16字節(jié)，地址需要10位，總線最大可掛2片每片芯片128頁(yè)，每頁(yè)16字節(jié)，地址需要11位，總線最大可掛1片現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五AT24Cxx單元地址AT24C01:00H-7FH128x8bitAT24C02:00H-FFH256x8bitAT24C04:000H-1FFH512x8bitAT24C08:000H-3FFH1024x8bitAT24C16:000H-7FFH2048x8bitAT24C32:000H-FFFH4096x8bitAT24C64:0000H-1FFFH8192x8bitAT24C128:0000H-3FFFH16384x8bitAT24C256:0000H-7FFFH32768x8bitAT24C512:0000H-FFFFH65536x8bit現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五AT24CXX電氣特性現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五AT24CXX電氣特性現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五100KHz參數(shù)分析f=100KHz=0.1MHzt=1/0.1us=5us(一個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間+一個(gè)低電平持續(xù)的時(shí)間)scl的高低電平持續(xù)時(shí)間各為3usscl為高電平時(shí)，sda數(shù)據(jù)線電平不能變化（否則就是開(kāi)始信號(hào)或停止信號(hào)）；scl為低電平時(shí)，sda數(shù)據(jù)線電平才能變化（即此時(shí)給sda賦需要發(fā)送的值）?，F(xiàn)在是20頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五400KHz參數(shù)分析f=400KHz=0.4MHzt=1/0.4us=2.5us(一個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間+一個(gè)低電平持續(xù)的時(shí)間)scl的高低電平持續(xù)時(shí)間各為2usscl為高電平時(shí)，sda數(shù)據(jù)線電平不能變化（否則就是開(kāi)始信號(hào)或停止信號(hào)）；scl為低電平時(shí)，sda數(shù)據(jù)線電平才能變化（即此時(shí)給sda賦需要發(fā)送的值）。現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五寫(xiě)操作寫(xiě)操作：字節(jié)寫(xiě)操作頁(yè)寫(xiě)操作在寫(xiě)操作完成后，需要一定的延時(shí)來(lái)完成內(nèi)部寫(xiě)周期，也可以進(jìn)行忙檢測(cè)；否則操作就會(huì)失敗?，F(xiàn)在是22頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五字節(jié)寫(xiě)操作在字節(jié)寫(xiě)模式下：主器件發(fā)送起始命令和從器件地址信息（R/W位置零）給從器件，在從器件產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)后；主器件發(fā)送從器件存儲(chǔ)單元的字節(jié)地址，主器件在收到從器件的另一個(gè)應(yīng)答信號(hào)后；再發(fā)送數(shù)據(jù)到被尋址的存儲(chǔ)單元。從器件再次應(yīng)答并在主器件產(chǎn)生停止信號(hào)后開(kāi)始內(nèi)部數(shù)據(jù)的擦寫(xiě)，在內(nèi)部擦寫(xiě)過(guò)程中，從器件不再應(yīng)答主器件的任何請(qǐng)求。即stop信號(hào)結(jié)束后，AT24CXX需要一定的時(shí)間完成內(nèi)部數(shù)據(jù)寫(xiě)入?，F(xiàn)在是23頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五頁(yè)寫(xiě)操作頁(yè)寫(xiě)時(shí)AT24C01/02：8字節(jié)；AT24C04/08/16：16字節(jié)地址指針會(huì)自動(dòng)加1（在同一頁(yè)面，超出字節(jié)會(huì)自動(dòng)覆蓋）字節(jié)多于8個(gè)或16個(gè)時(shí)，會(huì)自動(dòng)覆蓋前面所寫(xiě)入的單元。接收到8或16字節(jié)數(shù)據(jù)和主器件發(fā)送的停止信號(hào)后，從器件啟動(dòng)內(nèi)部寫(xiě)周期將數(shù)據(jù)寫(xiě)到數(shù)據(jù)區(qū)。所有接收的數(shù)據(jù)在一個(gè)寫(xiě)周期內(nèi)寫(xiě)入從器件。即stop信號(hào)結(jié)束后，從器件需要一定的時(shí)間完成內(nèi)部數(shù)據(jù)寫(xiě)入。同一頁(yè)最后一個(gè)字節(jié)同一頁(yè)第一個(gè)字節(jié)現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五讀操作讀操作立即/當(dāng)前地址讀操作選擇/隨機(jī)地址讀操作順序/連續(xù)地址讀操作 立即/當(dāng)前地址讀多字節(jié)操作 選擇/隨機(jī)地址讀多字節(jié)操作現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五立即/當(dāng)前地址讀操作從器件地址計(jì)數(shù)器內(nèi)容為最后操作字節(jié)的地址加1，也就是說(shuō)如果上次讀/寫(xiě)的操作地址為N，則立即讀的地址從地址N+1開(kāi)始。接收到從器件地址信號(hào)后（R/W位置1），它首先發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，然后發(fā)送一個(gè)8位字節(jié)數(shù)據(jù)；主器件不需發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)但要產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào)。本次讀取數(shù)據(jù)的地址是在上次讀取數(shù)據(jù)的地址加1（可以不在同一頁(yè)面內(nèi)，最后一頁(yè)最后一個(gè)字節(jié)第一頁(yè)第一個(gè)字節(jié)）現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五選擇/隨機(jī)地址讀操作選擇性讀操作允許主器件對(duì)寄存器的任意字節(jié)進(jìn)行讀操作。主器件首先通過(guò)發(fā)送起始信號(hào)、從器件地址（此時(shí)R/W位置1）和它想讀取的字節(jié)數(shù)據(jù)的地址，執(zhí)行一個(gè)偽寫(xiě)操作；在從器件應(yīng)答之后，主器件重新發(fā)送起始信號(hào)和從器件地址（此時(shí)R/W位置1），從器件響應(yīng)并發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，然后輸出所要求的一個(gè)8位字節(jié)數(shù)據(jù)，主器件不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)但產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào)。開(kāi)始必須有“偽字節(jié)寫(xiě)入”操作，然后再重新啟動(dòng)star信號(hào)?，F(xiàn)在是27頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五順序/連續(xù)地址讀操作連續(xù)讀操作可通過(guò)立即讀或選擇性讀操作啟動(dòng)。在從器件發(fā)送完一個(gè)8位字節(jié)數(shù)據(jù)后，主器件產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)來(lái)響應(yīng)告知從器件，主器件要求更多的數(shù)據(jù)。對(duì)應(yīng)每個(gè)主機(jī)產(chǎn)生的應(yīng)答信號(hào)，從器件將發(fā)送一個(gè)8位數(shù)據(jù)字節(jié)，當(dāng)主器件不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)而發(fā)送停止位時(shí)結(jié)束此操作。（字節(jié)個(gè)數(shù)自己設(shè)定，可以不在同一頁(yè)面內(nèi)，最后一頁(yè)最后一個(gè)字節(jié)第一頁(yè)第一個(gè)字節(jié)）前面的操作以當(dāng)前地址讀取或隨機(jī)地址讀取的前面操作相同。（紅線框標(biāo)記）現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五各功能函數(shù)起始信號(hào)函數(shù)停止信號(hào)函數(shù)從機(jī)應(yīng)答信號(hào)函數(shù)主機(jī)應(yīng)答信號(hào)函數(shù)忙信號(hào)檢測(cè)函數(shù)字節(jié)寫(xiě)入函數(shù)（一字節(jié)8位，上升沿寫(xiě)入）字節(jié)讀取函數(shù)（一字節(jié)8位，下降沿讀出）主機(jī)控制總線，從總線上給從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)主機(jī)釋放總線，從總線上采集從機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五各功能函數(shù)字節(jié)寫(xiě)操作頁(yè)寫(xiě)操作當(dāng)前地址讀操作隨機(jī)地址讀操作當(dāng)前地址連續(xù)讀操作隨機(jī)地址連續(xù)讀操作現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五開(kāi)始信號(hào)/******啟動(dòng)總線*****/

/*SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變，開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。*/voidi2cstart(void){

scl=0;// _nop_();//delay05us(); sda=1;// _nop_();//delay05us(); scl=1; //_nop_();//delay05us(); sda=0;// _nop_();//delay05us(); scl=0;// _nop_();//delay05us();}現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五停止信號(hào)/******停止總線*****/

/*SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。*/voidi2cstop(void){ scl=0;// _nop_();//delay05us(); sda=0;// _nop_();//delay05us(); scl=1;// _nop_();//delay05us(); sda=1;// _nop_();//delay05us();}現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五上升沿寫(xiě)入數(shù)據(jù)voidwrite(unsignedcharx)//上升沿寫(xiě)入數(shù)據(jù){ unsignedchary,i; y=x; CY=0; for(i=0;i<8;i++) { y=y<<1; sda=CY;//準(zhǔn)備數(shù)據(jù) scl=1;//上升沿 // _nop_();//delay05us(); scl=0; // _nop_();//delay05us(); }}//scl低電平時(shí)，準(zhǔn)備好要寫(xiě)入的位數(shù)據(jù)；scl上升為高電平時(shí)，寫(xiě)入一位現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五下降沿讀取數(shù)據(jù)unsignedcharread(void)//下降沿讀取數(shù)據(jù){ unsignedcharx,i; bitf; x=0; for(i=0;i<8;i++) { sda=1;//主機(jī)釋放總線，準(zhǔn)備接收從機(jī)發(fā)送的位數(shù)據(jù) x=x<<1; scl=1; // _nop_();//delay05us(); f=sda;//讀取數(shù)據(jù) scl=0;//下降沿 // _nop_();//delay05us(); x=x+(unsignedchar)f; } return(x);}現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有38頁(yè)\編輯于星期五從機(jī)應(yīng)答(0/1)/*從機(jī)應(yīng)答——主機(jī)發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)后，從機(jī)在主機(jī)發(fā)送第9個(gè)時(shí)鐘時(shí)應(yīng)答：收到，應(yīng)答0；沒(méi)收到，應(yīng)答1*/bitack(void){ bitf; sda=1;//主機(jī)釋放總線，準(zhǔn)備接收從機(jī)的應(yīng)答// _nop_();//delay05us(); scl=1;// _nop_();//delay05us(); f=sda;//讀取數(shù)據(jù)

scl=0