STM32F103标准库开发---IIC主控实验---普通I/O口模拟---读写AT24Cxx系列EEPROM实验

一、AT24Cxx系列芯片简介

EEPROM是指带电可擦可编程只读存储器，一种掉电后数据不丢失的存储芯片。

AT24Cxx系列芯片是EEPROM芯片的一种，它是基于IIC总线的存储器件，遵循二线制协议，由于其具有接口方便，体积小，数据掉电不丢失等特点，在仪器仪表及工业自动化控制中得到大量的应用。

AT24Cxx系列芯片 在电路中的主要作用就是在 掉电的情况下保存数据。

1. 存储结构

2. 引脚

AT24C02，AT24C32，AT24C64，AT24C128，AT24C256

这五种型号的芯片，引脚图都如下所示：

引脚说明如下：

AT24C04，AT24C08，AT24C16

这三种型号的芯片，引脚图都如下所示：

AT24C512

引脚图都如下所示：

A0和A1是硬件地址，NC空脚可接地，总线上同时级联4个AT24C512器件。

3. 原理图

4. 从控设备地址

从控设备地址前4位，所有型号都是一样的。

随后3位是A2，A1和A0为硬件地址位，与硬件输入引脚一致；P2，P1和P0为数据地址高位。

最后1位是读/写选择位，1为读操作，0为写操作。

二、IIC总线的数据传输

IIC总线上的每一个设备都可以作为主设备或者从设备。

每一个设备都有对应一个唯一的设备地址，设备地址就是通过A2，A1和A0物理接地和拉高决定，主从设备之间就通过设备地址来确定与哪个器件进行通信。

这次以STM32F103开发板为主控，以AT24Cxx为从控。

1. IIC总线数据传输协议

主控设备在传输有效数据之前要先指定从控设备地址，然后确定数据传输方向 （0表示主控向从控写数据，1表示主控向从控读数据），然后传输数据。

2. IIC总线主控写数据

IIC总线主控写数据时序图

主要流程：

主控发送起始条件

主控发送从控设备地址

主控发送写操作

主控等待从控应答：应答失败，主控发送停止条件；

         应答成功进行下一步

从控应答后，主控发送要写入的数据

主控等待从控应答：应答失败，主控发送停止条件；

         应答成功，进行下一步

主控数据发送未完：重复5和6步骤；

主控数据发送完毕：主控发送停止条件

3. IIC总线主控读数据

IIC总线主控读数据时序图

主要流程：

主控发送起始条件

主控发送从控设备地址

主控发送*读操作**

主控等待从控应答：应答失败，主控发送停止条件；

         应答成功进行下一步

从控应答后，主控读取从控发送的数据

主控发送应答：应答失败，主控发送停止条件；

       应答成功，重复5和6步骤

三、普通I/O口模拟IIC总线读写AT24C256

1. 原理图

2. IIC总线底层驱动程序

文章链接：STM32F103标准库开发—IIC主控实验—普通I/O口模拟—基本原理和底层驱动程序

3. 普通I/O口模拟IIC总线读取AT24C256数据

具体流程如下：

写入数据地址----此地址为读取数据的起始地址

读取数据----可以读取多字节数据

具体程序如下：

/**

  *@功能：读取指定字节数据

  *@参数1：ReadAddr---读取数据的起始地址

  *@参数2：*Rdata ---读取到的数据缓存起始地址

  *@参数3： Num   ---读取数据的个数

  **/

void AT24C256_ReadData(u16 ReadAddr, u8* Rdata, u16 Num)

{      

  IIC_Start();  //发送起始条件

  IIC_Send_Byte(0XA0);     //发送写命令

  IIC_Wait_Ack(); //等待应答

  IIC_Send_Byte(ReadAddr>>8); //发送高地址  

  IIC_Wait_Ack(); //等待应答

  IIC_Send_Byte(ReadAddr%256);  //发送低地址

  IIC_Wait_Ack();     //等待应答

  IIC_Start(); //发送起始条件    

  IIC_Send_Byte(0XA1);          //发送读命令    

  IIC_Wait_Ack(); //等待应答

  for(int i=0;i //读取数据

  {

if(i==Num-1) {Rdata[i]=IIC_Read_Byte(0);}//读取最后一个数据后，发送非应答命令

else            {Rdata[i]=IIC_Read_Byte(1);}//读取其他数据后，发送应答命令  

  }

  IIC_Stop(); //发送停止条件     

}

4. 普通I/O口模拟IIC总线写入AT24C256数据

具体流程如下：

写入数据地址----此地址为读取数据的起始地址

写入数据----可以写入多字节数据

AT24Cxx系列EEPROM，页与页之间写数据需要延时10ms。

AT24C256 每页可以写64个字节数据。

页写程序如下：

/**

  *@功能：在一页中写多个数据

  *@参数1：WriteAddr---写入数据的起始地址

  *@参数2：*Wdata ---写入数据缓存的起始地址

  *@参数3： Num   ---写入数据的个数

  **/

void AT24C256_PageWriteData(u16 WriteAddr,u8* Wdata,u16 Num)

{

IIC_Start();  

IIC_Send_Byte(0XA0);     //发送写命令

IIC_Wait_Ack();

IIC_Send_Byte(WriteAddr>>8);//发送高地址

IIC_Wait_Ack();    

  IIC_Send_Byte(WriteAddr%256); //发送低地址

IIC_Wait_Ack();

for(int i=0;i {

IIC_Send_Byte(Wdata[i]); //发送字节

IIC_Wait_Ack();

}        

  IIC_Stop(); //产生一个停止条件 

delay_ms(10); //每写一页都需要延时10ms后再写入下一页

}

AT24C256 写入多个数据

具体程序如下：

void AT24C256_WriteData(u16 WriteAddr,u8* Wdata,u16 Num)

{

  u16 Addr_mod=WriteAddr%64; //起始地址在本页的位置

  u16 Num1=64-Addr_mod; //起始地址那一页数据个数

  u16 PageNum = WriteAddr/64+1; //起始地址在第几页

  if(Addr_mod+Num<=64)

  {

AT24C256_PageWriteData(WriteAddr,Wdata,Num);

  }

  else

  {

AT24C256_PageWriteData(WriteAddr,Wdata,Num1);//写入起始地址的那一页数据

for(int i=0;i<((Num+Addr_mod)/64);i++)

{

  if((Num-(i*64+Num1))>64) //判断这页是不是最后一页

  {

AT24C256_PageWriteData((PageNum+i)*64,&Wdata[i*64+Num1],64);//中间整页写入

  }

  else

  {

AT24C256_PageWriteData((PageNum+i)*64,&Wdata[i*64+Num1],Num-(i*64+Num1));//最后一页写入

  }

}

  }

}