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AT24C02串行E2PROM的读写

? ???? I2C总线是一种用于IC器件之间连接的二线制总线。它经由SDA(串行数据线)及SCL(串行时钟线)两根线在连到总线上的器件之间传送消息,并按照地址识别每个器件:灿忠淮诬是单片机、存储器、LCD驱动器仍是键盘接口。
   1.I2C总线的根底布局 采用I2C总线尺度的单片机或IC器件,其内部不只有I2C接口电路,并且将内部各单元电路按功能划分为若干相对独立的模块,经由软件寻址完成片选,削减了器件片选线的连接。CPU不只能经由指令将某个功能单元电路挂靠或摘离总线,又一次可对该单元的工作情况进行检测,从而完成对硬件系统的既简单又矫捷的扩展与节制。I2C总线接口电路布局如图1所示。

  2.双向传输的接口特征 保守的单片机串行接口的发送和领受一般都各用一条线,如MCS51系列的TXD和RXD,而I2C总线则按照器件的功能经由软件法式使其可工作于发送或领受编制。当某个器件向总线上发送消息时,它便是发送器(也叫主器件),而当其从总线上领受消息时,又成为领受器(也叫从器件)。主器件用于启动总线上传送数据并发生时钟以开放传送的器件,此时任何被寻址的器件均被认为是从器件。I2C总线的节制完全由挂接在总线上的主器件送出的地址和数据决定。在总线上,既没有核心计表情,也没有优先机。
   总线上主和从(即发送和领受)的干系不是原封不动的,而是取决于此时数据传送的标的目的。SDA和SCL均为双向I/O线,经由上拉电阻接正电源。当总线空闲时,两根线都是高电平。连接总线的器件的输出级必需是集电极或漏极开路,以具有线“与”功能。I2C总线的数据传送速度在尺度工作编制下为100kbit/s,在快速编制下,较高传送速度可达400kbit/s。
   3.I2C总线上的时钟信号 在I2C总线上传送消息时的时钟同步信号是由挂接在SCL时钟线上的所有器件的逻辑“与”完成的。SCL线上由高电平到低电平的跳变将影响到这些器件,一旦某个器件的时钟信号下跳为低电平,将使SCL线不断保持低电平,使SCL线上的所有器件起头低电平期。此时,低电平周期短的器件的时钟由低至高的跳变并不能影响SCL线的情况,于是这些器件将进入高电平等待的情况。
   当所有器件的时钟信号都上跳为高电日常普通,低电平期结束,SCL线被释放前去高电平,即所有的器件都同时起头它们的高电平期。其后,一个结束高电平期的器件又将SCL线拉成低电平。多么就在SCL线上发生一个同步时钟。可见,时钟低电日常普通间由时钟低电平期最长的器件确定,而时钟高电日常普通间由时钟高电平期最短的器件确定。
   4.数据的传送 在数据传送过程中,必需确认数据传送的起头和结束。在I2C总线技术规范中,起头和结束信号(也称启动和遏制信号)的定义如图2所示。当时钟线SCL为高电日常普通,数据线SDA由高电平跳变为低电平定义为“起头”信号;当SCL线为高电日常普通,SDA线发生低电平到高电平的跳变为“结束”信号。起头和结束信号都是由主器件发生。在起头信号当前,总线即被认为处于忙情况;在结束信号当前的一段时间内,总线被认为是空闲的。

  I2C总线的数据传送格局是:在I2C总线起头信号后,送出的一个字节数据是用来选择从器件地址的,此中前7位为地址码,第8位为标的目的位(R/W)。标的目的位为“0”暗示发送,即主器件把消息写到所选择的从器件;标的目的位为“1”暗示主器件将从从器件读消息。起头信号后,系统中的各个器件将本人的地址和主器件送到总线上的地址进行比力,若是与主器件发送到总线上的地址分歧,则该器件即为被主器件寻址的器件,其领受消息仍是发送消息则由第8位(R/W)确定。
   在I2C总线上每次传送的数据字节数不限,但每一个字节必需为8位,并且每个传送的字节后面必需跟一个承认位(第9位),也叫应对位(ACK)。数据的传送过程如图3所示。每次都是先传较高位,凡是从器件在领遭到每个字节后城市作出响应,即释放SCL线前去高电平,预备领受下一个数据字节,主器件可继续传送。若是从器件正在处置一个及时事务而不能领受数据时,(例如正在处置一个内部中缀,在这个中缀处置完之前就不能领受I2C总线上的数据字节)能够使时钟SCL线保持低电平,从器件必需使SDA保持高电平,此时主器件发生1个结束信号,使传送非常结束,迫使主器件处于等待情况。当从器件处置完毕时将释放SCL线,主器件继续传送。

  当主器件发送完一个字节的数据后,接着发出对应于SCL线上的一个时钟(ACK)承认位,在此时钟内主器件释放SDA线,一个字节传送结束,而从器件的响应信号将SDA线拉成低电平,使SDA在该时钟的高电平期间为不变的低电平。从器件的响应信号结束后,SDA线前去高电平,进入下一个传送周期。
   I2C总线又一次具有广播呼叫地址用于寻址总线上所有器件的功能。若一个器件不需要广播呼叫寻址中所供给的任何数据,则能够忽略该地址不作响应。若是该器件需要广播呼叫寻址中供给的数据,则应对地址作出响应,其暗示为一个领受器。
   5.总线互助的仲裁 总线上可能挂接有多个器件,有时会发生两个或多个主器件同时想占用总线的环境。例如,多单片机系统中,可能在某一时辰有两个单片机要同时向总线发送数据,这类环境叫做总线互助。I2C总线具有多主控才能,能够对发生在SDA线上的总线互助进行仲裁,其仲裁准绳是多么的:当多个主器件同时想占用总线时,若是某个主器件发送高电平,而另一个主器件发送低电平,则发送电平与此时SDA总线电平不符的阿谁器件将主动封闭其输出级。总线互助的仲裁是在两个层次长进行的。起首是地址位的比力,若是主器件寻址统一个从器件,则进入数据位的比力,从而确保了互助仲裁的靠得住性。由于是把持I2C总线上的消息进行仲裁,因而不会构成消息的丢失。
   6. I2C总线接口器件 今朝在视频处置、挪动通信等范畴采用I2C总线接口器件曾经比力遍及。别的,通用的I2C总线接口器件,如带I2C总线的单片机、RAM、ROM、A/D、D/A、LCD驱动器等器件,也越来越多地使用于算计机及主动节制系统中。

??? AT24C02是美国ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM,它是内含256×8位存储空间,具有工作电压宽(2.5~5.5V)、擦写次数多(大于10000次)、写入速度快(小于10ms)等特点。

????电子制造测验考试室网站供给的AT89C51试验斥地板上带有一片AT24C02芯片能够供给试验。下面是它的电路图。

????图中AT24C02的1、2、3脚是三条地址线,用于确定芯片的硬件地址。在AT89C51试验斥地板上它们都接地,第8脚和第4脚别离为正、负电源。第5脚SDA为串行数据输入/输出,数据经由这条双向I2C总线串行传送,在AT89C51试验斥地板上和单片机的P3.5连接。第6脚SCL为串行时钟输入线,在AT89C51试验斥地板上和单片机的P3.6连接。SDA和SCL都需要和正电源间各接一个5.1K的电阻上拉。第7脚需要接地。

????24C02中带有片内地址寄放器。每写入或读出一个数据字节后,该地址寄放器主动加1,以完成对下一个存储单元的读写。所有字节均以单一操作编制读取。为降低总的写入时间,一次操作可写入多达8个字节的数据。

;这是将0600H地址中以下的8个数据写到24C02的01H为首址单元中去的汇编法式

ORG 0000H

SCL BIT P3.4;定义24C02的串行时钟线
SDA BIT P3.5;定义24C02的串行数据线

LJMP START
START:LCALL STAR;调用
MOV R2,#08H;一个数据有8位
MOV DPTR,#0600H;定义源数据的位置
LOOP:MOV A,#00H
MOVC A,@A+DPTR
LCALL SDATA
LCALL ACK
JC LOOP
INC DPTR
DJNZ R2,LOOP

LCALL STOP;调用遏制子法式

STAR:SETB SDA
SETB SCL
NOP
NOP
NOP
NOP
CLR SDA
NOP
NOP
NOP
NOP
CLR SCL
RET
SDATA:MOV R0,#08H
LOOP0:RLC A
MOV SDA,C
NOP
NOP
SETB SCL
NOP
NOP
NOP
NOP
CLR SCL
DJNZ R0,LOOP0
RET
ACK:SETB SDA
NOP
NOP
SETB SCL
NOP
NOP
NOP
NOP
MOV C,SDA
CLR SCL
RET
STOP:CLR SDA
NOP
NOP
NOP
NOP
SETB SCL
NOP
NOP
NOP
NOP
SETB SDA
NOP
NOP
NOP
NOP
RET
ORG 0600H
DB 0A0H,10H,01H,02H,03H,04H,05H,06H
END

  读写子法式如下:

;写串行E2PROM子法式EEPW
; R3=10100000(号令1010+器件3位地址+读/写。 器件地址一个芯片,是000)
; (R4)=片内字节地址
; (R1)=欲写数据存放地址指针
; (R7)=持续写字节数n
EEPW: MOV P1,#0FFH

  CLR  P1.0  ;倡议头信号
   MOV  A,R3  ;送器件地址
   ACALL  SUBS
   MOV  A,R4  ;送片内字节地址
   ACALL SUBS
AGAIN: MOV A,@R1
   ACALL SUBS ;调发送单字节子法式INC   R1
   DJNZ  R7,AGAIN;持续写n个字节
   CLR    P1.0  ;SDA置0, 预备送遏制信号
   ACALL DELAY ;延时以满足传输速度要求
   SETB   P1.1  ;发遏制信号
   ACALL DELAY
   SETB   P1.0
   RET

SUBS: MOV R0,#08H ;发送单字节子法式
LOOP: CLR P1.1
   RLC  A
   MOV  P1.0,C
   NOP
   SETB P1.1
   ACALL DELAY
   DJNZ R0,LOOP ;轮回8次送8个bit
   CLR  P1.1
   ACALL DELAY
   SETB P1.1
REP: MOV C,P1.0
   JC  REP  ;判应对到否,未到则等待
   CLR  P1.1
   RET

DELAY: NOP
   NOP
   RET

;读串行E2PROM子法式EEPR
;(R1)=欲读数据存放地址指针
;; R3=10100001(号令1010+器件3位地址+读/写。 器件地址一个芯片,是000)
;(R4)=片内字节地址
;(R7)=持续读字节数

EEPR: MOV P1,#0FFH
   CLR  P1.0  ;倡议头信号
   MOV  A,R3  ;送器件地址
   ACALL SUBS   ;调发送单字节子法式
   MOV A,R4   ;送片内字节地址
   ACALL SUBS
   MOV P1,#0FFH
   CLR P1.0   ;再倡议头信号
   MOV A,R3
   SETB ACC.0  ;发读号令
   ACALL SUBS
MORE: ACALL SUBR
   MOV @R1,A
   INC R1
   DJNZ R7,MORE
   CLR P1.0
   ACALL DELAY
   SETB P1.1
   ACALL DELAY
   SETB P1.0 ;送遏制信号
   RET

SUBR: MOV  R0,#08H ;接管单字节子法式
LOOP2: SETB  P1.1
   ACALL DELAY
   MOV C,P1.0
   RLC A
   CLR P1.1
   ACALL DELAY
   DJNZ R0,LOOP2
   CJNE R7,#01H,LOW
   SETB P1.0  ;若是较后一个字节置A=1
   AJMP SETOK
LOW: CLR P1.0  ;不然置A=0
SETOK: ACALL DELAY
   SETB  P1.1
   ACALL DELAY
   CLR  P1.1
   ACALL DELAY
   SETB P1.0  ;应对毕,SDA置1
   RET

  法式中多处调用了DELAY子法式(仅两条NOP指令),这是为了满足I2C总线上数据传送速度的要求,只需当SDA数据线上的数据不变上去之后才能进行读写(即SCL线发出正脉冲)。别的,在读较后一数据字节时,置应对信号为“1”,暗示读操作即将完成。

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