详解数据存储芯片AT24C02的应用及编程

一．芯片简介

AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM，内部含有256个8位字节，采用先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个8字节页写缓冲器，该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。

二．芯片参数

1.特点

• 工作电压：1.8V～5.5V；
• 低功耗CMOS技术，工作电流1mA，待机电流1uA；
• 应用在内部结构：128×8(1K),256×8(2K),512×8(4K),1024×8(8K),2048×8(16K)；
• 二线串行接口，支持标准IIC通信协议；
• 双向数据传输协议；
• 兼容 400KHz传输速率（1.8V,2.5V,2.7V,3.6V）；
• 支持硬件写保护功能；
• 擦出次数可达10000次；
• 存储数据时间超过100年；

2.引脚定义

A0-A2引脚为芯片地址，用于多器件工作模式；SDA、SCL分别为IIC通信的数据线和时钟线；WP为写保护引脚，当该引脚接 GND 时,允许正常的读/写操作。当该引脚接 VCC 时,芯片启动写保护功能；

3.参考电路

A0-A2接到GND上，地址固定为0；SCL、SDA引脚内部为开漏输出，所以需接上拉电阻；WP引脚接GND，表示芯片可读可写。

三．通信接口

1.芯片读写地址

2.IIC通信

由于51单片机内部无集成IIC控制硬件资源，所以需要软件模拟IIC通信。函数有四个，分别为IIC起始信号、IIC停止信号、IIC读取字节、IIC写入字节等函数。

/*IIC.h*/ //--定义使用的IO口--// sbit I2C_SCL = P2^1; sbit I2C_SDA = P2^0; //--声明全局变量--// void I2C_Delay10us(); void I2C_Start(); //起始信号：在I2C_SCL时钟信号在高电平期间I2C_SDA信号产生一个下降沿 void I2C_Stop(); //终止信号：在I2C_SCL时钟信号高电平期间I2C_SDA信号产生一个上升沿 uchar I2C_SendByte(uchar dat, uchar ack);//使用I2c读取一个字节 uchar I2C_ReadByte(); //通过I2C发送一个字节。在I2C_SCL时钟信号高电平期间，保持发送信号I2C_SDA保持稳定 /*IIC.c*/ //延时:1us void I2C_Delay10us() { uchar a, b; for(b=1; b>0; b--) { for(a=2; a>0; a--); } } // 起始信号：在I2C_SCL时钟信号在高电平期间I2C_SDA信号产生一个下降沿 void I2C_Start() { I2C_SDA = 1; I2C_Delay10us(); I2C_SCL = 1; I2C_Delay10us();//建立时间是I2C_SDA保持时间>4.7us I2C_SDA = 0; I2C_Delay10us();//保持时间是>4us I2C_SCL = 0; I2C_Delay10us(); } //终止信号：在I2C_SCL时钟信号高电平期间I2C_SDA信号产生一个上升沿 void I2C_Stop() { I2C_SDA = 0; I2C_Delay10us(); I2C_SCL = 1; I2C_Delay10us();//建立时间大于4.7us I2C_SDA = 1; I2C_Delay10us(); } //通过I2C发送一个字节。在I2C_SCL时钟信号高电平期间， 保持发送信号I2C_SDA保持稳定 uchar I2C_SendByte(uchar dat, uchar ack) { uchar a = 0,b = 0;//最大255，一个机器周期为1us，最大延时255us。 for(a=0; a<8; a++)//要发送8位，从最高位开始 { I2C_SDA = dat >> 7; //起始信号之后I2C_SCL=0，所以可以直接改变I2C_SDA信号 dat = dat << 1; I2C_Delay10us(); I2C_SCL = 1; I2C_Delay10us();//建立时间>4.7us I2C_SCL = 0; I2C_Delay10us();//时间大于4us } I2C_SDA = 1; I2C_Delay10us(); I2C_SCL = 1; while(I2C_SDA && (ack == 1))//等待应答，也就是等待从设备把I2C_SDA拉低 { b++; if(b > 200) //如果超过200us没有应答发送失败，或者为非应答，表示接收结束 { I2C_SCL = 0; I2C_Delay10us(); return 0; } } I2C_SCL = 0; I2C_Delay10us(); return 1; } // 使用I2c读取一个字节 uchar I2C_ReadByte() { uchar a = 0,dat = 0; I2C_SDA = 1; //起始和发送一个字节之后I2C_SCL都是0 I2C_Delay10us(); for(a=0; a<8; a++)//接收8个字节 { I2C_SCL = 1; I2C_Delay10us(); dat <<= 1; dat |= I2C_SDA; I2C_Delay10us(); I2C_SCL = 0; I2C_Delay10us(); } return dat; } 

三．控制程序

1.AT24C02写入数据

时序顺序为:发送开始信号，IIC启动->发送器件地址，其中读写标志位为写->发送器件内部存储地址->向器件中写入数据->发送停止信号，IIC停止;

//函数功能 : 往24c02的一个地址写入一个数据 void At24c02Write(unsigned char addr,unsigned char dat) { I2C_Start(); I2C_SendByte(0xa0, 1);//发送写器件地址 I2C_SendByte(addr, 1);//发送要写入内存地址 I2C_SendByte(dat, 0); //发送数据 I2C_Stop(); } 

2.AT24C02读取数据

时序顺序为:发送开始信号，IIC启动->发送器件地址，其中读写标志位为写->发送器件内部->发送开始信号，IIC再次启动->发送器件地址，其中读写标志位为读->从器件读出数据->返回所读取的数据；

// 读取24c02的一个地址的一个数据 unsigned char At24c02Read(unsigned char addr) { unsigned char num; I2C_Start(); I2C_SendByte(0xa0, 1); //发送写器件地址 I2C_SendByte(addr, 1); //发送要读取的地址 I2C_Start(); I2C_SendByte(0xa1, 1); //发送读器件地址 num=I2C_ReadByte(); //读取数据 I2C_Stop(); return num; } 

3.AT24C02读写数据

实现以上的读写功能，就可以使用AT24C02来实现我们需要的功能。功能为：使用按键1，写入num0；按键2，读取num0；按键3，使num0加1；按键4，清零num0；

void main() { unsigned int num0 = 0,num1 = 0,num2 = 0,n; LcdInit(); while(1) { if(K1 == 0) //按键1按下，将num0写入eeprom { Delay10ms(1); if(K1 == 0) {At24c02Write(2,num0); At24c02Write(3,num0);} while((n < 20)&&(K3==0)) { n++; Delay10ms(1); } n=0; n=0; } if(K2 == 0) //按键2按下，读取eeprom数据 { Delay10ms(1); if(K2 == 0) {num1 = At24c02Read(2); num2 = At24c02Read(3); } while((n < 20)&&(K2 == 0)) { n++; Delay10ms(1); } n=0; } if(K3 == 0) //按键3按下，使num0自加1 { Delay10ms(1); if(K3 == 0) num0++; while((n < 50)&&(K3 == 0)) { n++; Delay10ms(1); } n=0; if(num0==256) num0=0; } if(K4 == 0) //按键4按下，清零 { Delay10ms(1); if(K4 == 0) num0 = 0; while((n < 50) && (K4 == 0)) { n++; Delay10ms(1); } n=0; } LCD_Display(); } } 

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