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

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STMCU小助手发布时间：2022-9-7 14:59

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文章简介:	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
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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：

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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

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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。

1[[E($%K[7YDHJUPX0DL~PC.png

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

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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<Num;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
}</i></i>

复制代码

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<Num;i++)
{
IIC_Send_Byte(Wdata); //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
}

复制代码

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
}
}
}
}