2020年01月15日 | 如何利用AVR单片机实现AT24C256的数据高速稳定的读取

最近刚买回一块AT24C256 EEPROM ，容量为32K Byte ，数据地址宽度为 16Bit ，支持IIC 1M （5V）400K （2.7V） 速度模式 ，利用AVR M16 片内IIC 可以高速稳定地读取数据！ 经过调试的，与各位大虾分享分享。

程序如下：（winavr）

#include

#include

#include

#include

#define FREQ 8

#include

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define ulong unsigned long

//管脚定义

#define pinSCL 0 //PC0 SCL

#define pinSDA 1 //PC1 SDA

//为保险起见，最好在SCL/SDA接上1~10K的外部上拉电阻到VCC。

#define fSCL 1000000 //TWI时钟为1000KHz

//预分频系数=1（TWPS=0）

#if F_CPU 《 fSCL*36

#define TWBR_SET 2; //TWBR必须大于等于10

#else

#define TWBR_SET （F_CPU/fSCL-16）/2; //计算TWBR值

#endif

#define TW_ACT （1《//TWCR只能IN/OUT，直接赋值比逻辑运算（|= &=）更节省空间

#define SLA_24CXX 0xA0 //24Cxx系列的厂商器件地址（高四位）

#define ADDR_24C256 0x00

// AT24C256的地址线A2/1/0全部接地，SLAW=0xA0+0x00《《1+0x00，SLAR=0xA0+0x00《《1+0x01

//TWI_操作状态

#define TW_BUSY 0

#define TW_OK 1

#define TW_FAIL 2

//TWI_读写命令状态

#define OP_BUSY 0

#define OP_RUN 1

//TWI读写操作公共步骤

#define ST_FAIL 0 //出错状态

#define ST_START 1 //START状态检查

#define ST_SLAW 2 //SLAW状态检查

#define ST_WADDR_H 3 //ADDR状态检查

#define ST_WADDR_L 4 //ADDR状态检查

//TWI读操作步骤

#define ST_RESTART 5 //RESTART状态检查

#define ST_SLAR 6 //SLAR状态检查

#define ST_RDATA 7 //读取数据状态检查，循环n字节

//TWI写操作步骤

#define ST_WDATA 8 //写数据状态检查，循环n字节

#define FAIL_MAX 1 //重试次数最大值

void delay_nms（uint ms）//若干毫秒延时

{

int i;

for（i=0;i{

_delay_loop_2（FREQ*250）;

}

}

unsigned char TWI_RW（unsigned char sla，unsigned int addr，unsigned char *ptr，unsigned int len）;

unsigned char BUFFER［256］; //缓冲区

void Test（void）;

struct str_TWI //TWI数据结构

{

volatile unsigned char STATUS; //TWI_操作状态

unsigned char SLA; //从设备的器件地址

unsigned char ADDR_H; //从设备的数据地址

unsigned char ADDR_L; //从设备的数据地址

unsigned char *pBUF; //数据缓冲区指针

unsigned int DATALEN; //数据长度

unsigned char STATE; //TWI读写操作步骤

unsigned char FAILCNT; //失败重试次数

};

struct str_TWI strTWI; //TWI的数据结构变量

//AT24C256的读写函数（包括随机读，连续读，字节写，页写）

//根据sla的最低位决定（由中断程序中判断）

//bit0=1 TW_READ 读

//bit0=0 TW_WRITE 写

// sla 器件地址（不能搞错）

// addr EEPROM地址（0~32767）

// *ptr 读写数据缓冲区

// len 读数据长度（1~32768），写数据长度（1 or 8 or 16 or 32 or 64）

// 返回值 是否能执行当前操作

unsigned char TWI_RW（unsigned char sla，unsigned int addr，unsigned char *ptr，unsigned int len）

{

// unsigned char i;

if （strTWI.STATUS==TW_BUSY）

{//TWI忙，不能进行操作

return OP_BUSY;

}

strTWI.STATUS=TW_BUSY;

strTWI.SLA=sla;

strTWI.ADDR_H=（unsigned char）（（addr》》8）&0xff）;

strTWI.ADDR_L=（unsigned char）（addr&0xff）;

strTWI.pBUF=ptr;

strTWI.DATALEN=len;

strTWI.STATE=ST_START;

strTWI.FAILCNT=0;

TWCR=（1《 return OP_RUN;

}

SIGNAL（SIG_2WIRE_SERIAL）

{//IIC中断

unsigned char acTIon，state，status;

acTIon=strTWI.SLA&TW_READ; //取操作模式

state=strTWI.STATE;

status=TWSR&0xF8; //屏蔽预分频位

if （（status》=0x60）||（status==0x00））

{//总线错误或从机模式引发的中断，不予处理

return;

}

switch（state）

{

case ST_START： //START状态检查

if（status==TW_START）

{//发送start信号成功

TWDR=strTWI.SLA&0xFE; //发送器件地址写SLAW

TWCR=TW_ACT; //触发下一步动作，同时清start发送标志

}

else

{//发送start信号出错

state=ST_FAIL;

}

break;

case ST_SLAW： //SLAW状态检查

if（status==TW_MT_SLA_ACK）

{//发送器件高位地址成功

TWDR=strTWI.ADDR_H; //发送eeprom地址

TWCR=TW_ACT; //触发下一步动作

}

else

{//发送器件地址出错

state=ST_FAIL;

}

break;

case ST_WADDR_H： //ADDR状态检查

if（status==TW_MT_DATA_ACK）

{//发送器件低位地址成功

TWDR=strTWI.ADDR_L; //发送eeprom地址

TWCR=TW_ACT; //触发下一步动作

}

else

{//发送器件地址出错

state=ST_FAIL;

}

break;

case ST_WADDR_L： //ADDR状态检查

if（status==TW_MT_DATA_ACK）

{//发送eeprom地址成功

if （acTIon==TW_READ）

{//读操作模式

TWCR=（1《 }

else

{//写操作模式

TWDR=*strTWI.pBUF++; //写第一个字节

strTWI.DATALEN--;

state=ST_WDATA-1; //下一步将跳到WDATA分支

TWCR=TW_ACT; //触发下一步动作

}

}

else

{//发送eeprom地址出错

state=ST_FAIL;

}

break;

case ST_RESTART： //RESTART状态检查，只有读操作模式才能跳到这里

if（status==TW_REP_START）

{//发送restart信号成功

TWDR=strTWI.SLA; //发器件地址读SLAR

TWCR=TW_ACT; //触发下一步动作，同时清start发送标志

}

else

{//重发start信号出错

state=ST_FAIL;

}

break;

case ST_SLAR： //SLAR状态检查，只有读操作模式才能跳到这里

if（status==TW_MR_SLA_ACK）

{//发送器件地址成功

if （strTWI.DATALEN--）

{//多个数据

TWCR=（1《 }

else

{//只有一个数据

TWCR=TW_ACT; //设定NAK，触发下一步动作

}

}

else

{//发送器件地址出错

state=ST_FAIL;

}

break;

case ST_RDATA： //读取数据状态检查，只有读操作模式才能跳到这里

state--; //循环，直到读完指定长度数据

if（status==TW_MR_DATA_ACK）

{//读取数据成功，但不是最后一个数据

*strTWI.pBUF++=TWDR;

if （strTWI.DATALEN--）

{//还有多个数据

TWCR=（1《 }

else

{//准备读最后一个数据

TWCR=TW_ACT; //设定NAK，触发下一步动作

}

}

else if（status==TW_MR_DATA_NACK）

{//已经读完最后一个数据

*strTWI.pBUF++=TWDR;

TWCR=（1《 strTWI.STATUS=TW_OK;

}

else

{//读取数据出错

state=ST_FAIL;

}

break;

case ST_WDATA： //写数据状态检查，只有写操作模式才能跳到这里

state--; //循环，直到写完指定长度数据

if（status==TW_MT_DATA_ACK）

{//写数据成功

if （strTWI.DATALEN）

{//还要写

TWDR=*strTWI.pBUF++;

strTWI.DATALEN--;

TWCR=TW_ACT; //触发下一步动作

}

else

{//写够了

TWCR=（1《 strTWI.STATUS=TW_OK;

//启动写命令后需要10ms（最大）的编程时间才能真正的把数据记录下来

//编程期间器件不响应任何命令

}

}

else

{//写数据失败

state=ST_FAIL;

}

break;

default：

//错误状态

state=ST_FAIL;

break;

}