藍橋杯單片機IIC總線協(xié)議及EEPROMATC2

藍橋杯單片機IIC總線協(xié)議及EEPROMATC演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有37頁\編輯于星期日優(yōu)選藍橋杯單片機IIC總線協(xié)議及EEPROMATC現(xiàn)在是2頁\一共有37頁\編輯于星期日基于IIC總線的E2PROM——AT24C02現(xiàn)在是3頁\一共有37頁\編輯于星期日特性與400KHzIIC總線兼容1.8到6.0伏工作電壓范圍低功耗CMOS技術(shù)寫保護功能當WP為高電平時進入寫保護狀態(tài)頁寫緩沖器自定時擦寫周期1,000,000編程/擦除周期可保存數(shù)據(jù)100年8腳DIPSOIC或TSSOP封裝溫度范圍商業(yè)級工業(yè)級和汽車級現(xiàn)在是4頁\一共有37頁\編輯于星期日

串行E2PROM典型產(chǎn)品AT24C01：128字節(jié)（128×8位）；

AT24C02：256字節(jié)（256×8位）；AT24C04：512字節(jié)（512×8位）AT24C08：1K字節(jié)（1K×8位）；AT24C16：2K字節(jié)（2K×8位）；ATMEL公司的AT24C系列：

現(xiàn)在是5頁\一共有37頁\編輯于星期日AT24C02引腳分布WP寫保護如果WP管腳連接到Vcc所有的內(nèi)容都被寫保護，只能讀。當WP管腳連接到Vss或懸空，允許器件進行正常的讀/寫操作?，F(xiàn)在是6頁\一共有37頁\編輯于星期日AT24C02讀寫時間周期現(xiàn)在是7頁\一共有37頁\編輯于星期日AT24WC01/02/04/08/16支持I2C總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議和I2C總線協(xié)議規(guī)定。任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器，任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和所有起始停止信號的主器件控制的，主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)(發(fā)送或接收)的模式，通過器件地址輸入端A0、A1和A2可以實現(xiàn)將最多8個24WC01和24WC02器件，4個24WC04器件(僅使用A1A2地址管腳),2個24WC08器件(僅使用地址管腳A2A0)和1個24WC16器件連接到總線上(所有地址管腳A0A1A2都未用)。AT24C02功能描述現(xiàn)在是8頁\一共有37頁\編輯于星期日I2C總線協(xié)議1、只有在總線空閑時才允許啟動數(shù)據(jù)傳送；2、在數(shù)據(jù)傳送過程中，當SCL=1時，數(shù)據(jù)線SDA必須保持穩(wěn)定狀態(tài)，不允許有跳變；SCL=1時，數(shù)據(jù)線SDA的任何電平變化將被看作總線的起始或停止信號；起始信號時鐘線SCL保持高電平期間，數(shù)據(jù)線SDA電平從高到低的跳變作為I2C總線的起始信號。停止信號時鐘線SCL保持高電平期間，數(shù)據(jù)線SDA電平從低到高的跳變作為I2C總線的停止信號現(xiàn)在是9頁\一共有37頁\編輯于星期日器件尋址1010A2A1A0

主器件通過發(fā)送一個起始信號啟動發(fā)送過程，然后發(fā)送它所要尋址的從器件的地址：

8位從器件地址的高4位固定為1010，接下來的3位A2A1A0為器件的地址位，用來定義哪個器件以及器件的哪個部分被主器件訪問。最低位作為讀寫控制位：

1表示對從器件進行讀操作

0表示對從器件進行寫操作

在主器件發(fā)送起始信號和從器件地址字節(jié)后24C02監(jiān)視總線并當其地址與發(fā)送的從地址相符時,響應(yīng)一個應(yīng)答信號(通過SDA線)，24C02根據(jù)讀寫控制位(R/W)的狀態(tài)進行讀或?qū)懖僮鳜F(xiàn)在是10頁\一共有37頁\編輯于星期日應(yīng)答信號I2C總線數(shù)據(jù)傳送時，每成功地傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)后，接收器都必須產(chǎn)生一個應(yīng)答信號，應(yīng)答的器件在第9個時鐘周期時，將SDA線拉低，表示其已收到一個8位數(shù)據(jù)。24C02在接收到起始信號和從器件地址之后響應(yīng)一個應(yīng)答信號，如果器件已選擇了寫操作,則在每接收一個8位字節(jié)之后響應(yīng)一個應(yīng)答信號；

當24C02工作于讀模式時，在發(fā)送一個8位數(shù)據(jù)后釋放SDA線并監(jiān)視一個應(yīng)答信號，一旦接收到應(yīng)答信號，24C02繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，如主器件沒有發(fā)送應(yīng)答信號器件停止傳送數(shù)據(jù)且等待一個停止信號?，F(xiàn)在是11頁\一共有37頁\編輯于星期日應(yīng)答時序主機時鐘發(fā)送器輸出的數(shù)據(jù)接收器輸出的數(shù)據(jù)現(xiàn)在是12頁\一共有37頁\編輯于星期日

（2）寫入過程

AT24C系列E2PROM芯片地址的固定部分為1010，A2、A1、A0引腳接高、低電平后得到確定的3位編碼。形成的7位編碼即為該器件的地址碼。

單片機進行寫操作時，首先發(fā)送該器件的7位地址碼和寫方向位“0”（共8位，即一個字節(jié)），發(fā)送完后釋放SDA線并在SCL線上產(chǎn)生第9個時鐘信號;被選中的存儲器器件在確認是自己的地址后，在SDA線上產(chǎn)生一個應(yīng)答信號作為相應(yīng)，單片機收到應(yīng)答后就可以傳送數(shù)據(jù)了?，F(xiàn)在是13頁\一共有37頁\編輯于星期日

傳送數(shù)據(jù)時，單片機首先發(fā)送一個字節(jié)的被寫入器件的存儲區(qū)的首地址，收到存儲器器件的應(yīng)答后，單片機就逐個發(fā)送各數(shù)據(jù)字節(jié)，但每發(fā)送一個字節(jié)后都要等待應(yīng)答。

AT24C系列器件片內(nèi)地址在接收到每一個數(shù)據(jù)字節(jié)地址后自動加1，在芯片的“一次裝載字節(jié)數(shù)”（不同芯片字節(jié)數(shù)不同）限度內(nèi)，只需輸入首地址。裝載字節(jié)數(shù)超過芯片的“一次裝載字節(jié)數(shù)”時，數(shù)據(jù)地址將“上卷”，前面的數(shù)據(jù)將被覆蓋。

當要寫入的數(shù)據(jù)傳送完后，單片機應(yīng)發(fā)出終止信號以結(jié)束寫入操作。寫入n個字節(jié)的數(shù)據(jù)格式：S1010xxx0A字節(jié)首地址AData1AData2A……ADatanAP現(xiàn)在是14頁\一共有37頁\編輯于星期日寫入時序S器件地址+0A字節(jié)首地址AData1AData2A……ADatanAP現(xiàn)在是15頁\一共有37頁\編輯于星期日頁寫

頁寫操作的啟動和字節(jié)寫一樣，不同在于傳送了一字節(jié)數(shù)據(jù)后并不產(chǎn)生停止信號，主器件被允許再發(fā)送P=15個額外的字節(jié)；

每發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)后24C02產(chǎn)生一個應(yīng)答位并將字節(jié)地址低位加1高位保持不變，如果在發(fā)送停止信號之前主器件發(fā)送超過P+1個字節(jié)地址計數(shù)器將自動翻轉(zhuǎn)，先前寫入的數(shù)據(jù)被覆蓋。24C02可以一次寫入16個字節(jié)的數(shù)據(jù)

接收到P+1字節(jié)數(shù)據(jù)和主器件發(fā)送的停止信號后24C02啟動內(nèi)部寫周期將數(shù)據(jù)寫到數(shù)據(jù)區(qū)，所有接收的數(shù)據(jù)在一個寫周期內(nèi)寫入24C02。現(xiàn)在是16頁\一共有37頁\編輯于星期日頁寫時序S1010XXX0A字節(jié)首地址AData1AData2A……ADatanAP現(xiàn)在是17頁\一共有37頁\編輯于星期日

寫保護操作特性可使用戶避免由于不當操作而造成對存儲區(qū)域內(nèi)部數(shù)據(jù)的改寫。當WP管腳接高時，整個寄存器區(qū)全部被保護起來而變?yōu)橹豢勺x?。?4C02可以接收從器件地址和字節(jié)地址，但是裝置在接收到第一個數(shù)據(jù)字節(jié)后不發(fā)送應(yīng)答信號從而避免寄存器區(qū)域被編程改寫。寫保護現(xiàn)在是18頁\一共有37頁\編輯于星期日讀操作24C02讀操作的初始化方式和寫操作時一樣,僅把位置為1，有三種不同的讀操作方式：立即地址讀、選擇讀和連續(xù)讀。1010A2A1A0現(xiàn)在是19頁\一共有37頁\編輯于星期日立即地址讀AT24C02的地址計數(shù)器內(nèi)容為最后操作字節(jié)的地址加1。也就是說，如果上次讀/寫的操作地址為N，則立即讀的地址從地址N+1開始。如果N=E(這里對24WC01,E=127；對24WC02，E=255；對24WC04，E=511；對24WC08，E=1023；對24WC16，E=2047)則計數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到0且繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)。AT24C02接收到從器件地址信號后R/W位置1，它首先發(fā)送一個應(yīng)答信號，然后發(fā)送一個8位字節(jié)數(shù)據(jù)，主器件不需發(fā)送一個應(yīng)答信號，但要產(chǎn)生一個停止信號?，F(xiàn)在是20頁\一共有37頁\編輯于星期日立即地址讀時序現(xiàn)在是21頁\一共有37頁\編輯于星期日選擇性讀

選擇性讀操作允許主器件對寄存器的任意字節(jié)進行讀操作，主器件首先通過發(fā)送起始信號、從器件地址和它想讀取的字節(jié)數(shù)據(jù)的地址執(zhí)行一個偽寫操作。

在24C02應(yīng)答之后，主器件重新發(fā)送起始信號和從器件地址，此時R/W位置1，24C02響應(yīng)并發(fā)送應(yīng)答信號，然后輸出所要求的一個8位字節(jié)數(shù)據(jù)，主器件不發(fā)送應(yīng)答信號但產(chǎn)生一個停止信號?，F(xiàn)在是22頁\一共有37頁\編輯于星期日選擇性讀時序現(xiàn)在是23頁\一共有37頁\編輯于星期日連續(xù)讀

連續(xù)讀操作可通過立即讀或選擇性讀操作啟動，在24C02發(fā)送完一個8位字節(jié)數(shù)據(jù)后，主器件產(chǎn)生一個應(yīng)答信號來響應(yīng)，告知24C02主器件要求更多的數(shù)據(jù)，對應(yīng)每個主機產(chǎn)生的應(yīng)答信號，24C02將發(fā)送一個8位數(shù)據(jù)字節(jié)，當主器件不發(fā)送應(yīng)答信號而發(fā)送停止位時結(jié)束此操作。從24C02輸出的數(shù)據(jù)按順序由N到N+1輸出，讀操作時，地址計數(shù)器在24C02整個地址內(nèi)增加，這樣整個寄存器區(qū)域在可在一個讀操作內(nèi)全部讀出。當讀取的字節(jié)超過E(這里對24WC01,E=127；對24WC02，E=255；對24WC04，E=511；對24WC08，E=1023；對24WC16，E=2047)，計數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到零并繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。現(xiàn)在是24頁\一共有37頁\編輯于星期日連續(xù)讀時序現(xiàn)在是25頁\一共有37頁\編輯于星期日

小結(jié)讀出過程單片機先發(fā)送該器件的7位地址碼和寫方向位“0”（“偽寫”），發(fā)送完后釋放SDA線并在SCL線上產(chǎn)生第9個時鐘信號。被選中的存儲器器件在確認是自己的地址后，在SDA線上產(chǎn)生一個應(yīng)答信號作為回應(yīng)。

然后，再發(fā)一個字節(jié)的要讀出器件的存儲區(qū)的首地址，收到應(yīng)答后，單片機要重復(fù)一次起始信號并發(fā)出器件地址和讀方向位（“1”），收到器件應(yīng)答后就可以讀出數(shù)據(jù)字節(jié)，每讀出一個字節(jié)，單片機都要回復(fù)應(yīng)答信號。當最后一個字節(jié)數(shù)據(jù)讀完后，單片機應(yīng)返回以“非應(yīng)答”（高電平），并發(fā)出終止信號以結(jié)束讀出操作。

S1010XXX0A字節(jié)首地址AS1010XXX1AData1A……ADatanAP現(xiàn)在是26頁\一共有37頁\編輯于星期日大賽24C02部分電路圖現(xiàn)在是27頁\一共有37頁\編輯于星期日sbitSCL=P2^0;sbitSDA=P2^1;voidiic_start(void){SDA=1;_nop_();SCL=1;somenop;SDA=0;somenop;SCL=0;}#definesomenop{_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}起始信號現(xiàn)在是28頁\一共有37頁\編輯于星期日voidiic_stop(void){SDA=0;_nop_();SCL=1;somenop;SDA=1;

somenop;SCL=0;}終止信號現(xiàn)在是29頁\一共有37頁\編輯于星期日voidiic_ack(bitackbit){if(ackbit) SDA=0;else SDA=1;somenop;SCL=1;somenop;SCL=0;SDA=1;}單片機向24C02的應(yīng)答信號單片機24C02現(xiàn)在是30頁\一共有37頁\編輯于星期日bitiic_waitack(void){SDA=1;somenop;SCL=1;somenop;if(SDA){ SCL=0; iic_stop(); return0;}else{ SCL=0; return1;}}單片機等待來自24C02的應(yīng)答信號單片機24C02現(xiàn)在是31頁\一共有37頁\編輯于星期日voidiic_sendbyte(unsignedcharbyt){unsignedchari;for(i=0;i<8;i++){if(byt&0x80)SDA=1; else SDA=0; somenop; SCL=1; byt<<=1; somenop;SCL=0;}}單片機向24C02發(fā)送一個字節(jié)現(xiàn)在是32頁\一共有37頁\編輯于星期日unsignedchariic_recbyte(void){unsignedcharda;unsignedchari;for(i=0;i<8;i++){ SCL=1; somenop; da<<=1; if(SDA) da|=0x01; SCL=0; somenop;}returnda;}單片機從24C02讀取一個字節(jié)現(xiàn)在是33頁\一共有37頁\編輯于星期日voidwrbyte_24c02(unsignedcharadd,unsignedchardat){

//DeviceAddress1010000R/Wiic_start();iic_sendbyte(0xa0);iic_waitack();iic_sendbyte(add);iic_waitack();iic_sendbyte(dat);iic_waitack();iic_stop();delay(10);}S1010XXX0A字節(jié)首地址AData1AData2A……ADatanAP單片機向24C02的add地址上，寫入char型的數(shù)dat現(xiàn)在是34頁\一共有37頁\編輯于星期日unsignedcharrdbyte_24c02(unsignedcharadd){

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