目录
- 一、存储器介绍
- 1.1 RAM
- 1.2 ROM
- 二、AT24C02
- 2.1 AT24C02介绍
- 2.2 引脚及应用电路
- 2.3 内部结构框图
- 三、I2C总线
- 3.1 I2C总线介绍
- 3.2 I2C电路规范
- 3.3 I2C时序结构
- 3.4 I2C数据帧
- 3.5 AT24C02数据帧
- 四、代码演示
- 4.1 AT24C02数据存储
- 4.2 秒表(定时器扫描按键数码管)
- 注意：一定要看
一、存储器介绍
今天我们主要学习的是AT24C02，在学习前，我们先介绍下存储器
1.1 RAM
RAM主要分为SRAM（静态RAM）和DRAM（动态RAM），SRAM主要用于电脑CPU以及我们的单片机CPU；而DRAM主要用在电脑内存条以及手机的运行内存，因为电容器会掉电，所以需要不断进行扫描。
1.2 ROM
ROM主要分为Mask ROM（掩膜ROM），PROM（可编程ROM），EPROM（可擦除可编程ROM ），E2PROM （电可擦除可编程ROM ），这四个是一样的的，还有Flash（闪存），硬盘、软盘、光盘等。
二、AT24C02
2.1 AT24C02介绍
AT24C02是一种可以实现掉电不丢失的存储器，可用于保存单片机运行时想要永久保存的数据信息
存储介质：E2PROM
通讯接口：I2C总线
容量：256字节
2.2 引脚及应用电路
2.3 内部结构框图
三、I2C总线
3.1 I2C总线介绍
I2C总线（Inter IC BUS）是由Philips公司开发的一种通用数据总线
两根通信线：SCL（Serial Clock）、SDA（Serial Data）
同步、半双工，带数据应答
通用的I2C总线，可以使各种设备的通信标准统一，对于厂家来说，使用成熟的方案可以缩短芯片设计周期、提高稳定性，对于应用者来说，使用通用的通信协议可以避免学习各种各样的自定义协议，降低了学习和应用的难度
3.2 I2C电路规范
所有I2C设备的SCL连在一起，SDA连在一起
设备的SCL和SDA均要配置成开漏输出模式
SCL和SDA各添加一个上拉电阻，阻值一般为4.7KΩ左右
开漏输出和上拉电阻的共同作用实现了“线与”的功能，此设计主要是为了解决多机通信互相干扰的问题
3.3 I2C时序结构
起始条件：SCL高电平期间，SDA从高电平切换到低电平
终止条件：SCL高电平期间，SDA从低电平切换到高电平
发送一个字节：SCL低电平期间，主机将数据位依次放到SDA线上（高位在前），然后拉高SCL，从机将在SCL高电平期间读取数据位，所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次，即可发送一个字节
发送应答：在接收完一个字节之后，主机在下一个时钟发送一位数据，数据0表示应答，数据1表示非应答
接收应答：在发送完一个字节之后，主机在下一个时钟接收一位数据，判断从机是否应答，数据0表示应答，数据1表示非应答（主机在接收之前，需要释放SDA）
3.4 I2C数据帧
发送一帧数据
先发送再接收数据帧（复合格式）
3.5 AT24C02数据帧
字节写：在WORD ADDRESS处写入数据DATA
MCU先发送一个开始信号(START)启动总线
接着跟上首字节，发送器件写操作地址(DEVICE ADDRESS)+写数据(0xA0)
等待应答信号(ACK)
发送数据的存储地址。24C02一共有256个字节的存储空间，地址从0x00~0xFF，想把数据存储>在哪个位置，此刻写的就是哪个地址。
发送要存储的数据第一字节、第二字节、…注意在写数据的过程中，E2PROM每个字节都会>回应一个“应答位0”，老告诉我们写E2PROM数据成功，如果没有回应答位，说明写入不成功。
发送结束信号（STOP）停止总线
随机读：读出在WORD ADDRESS处的数据DATA
MCU先发送一个开始信号(START)启动总线
接着跟上首字节，发送器件写操作地址(DEVICE ADDRESS)+写数据(0xA0)
注意：这里写操作是为了要把所要读的数据的存储地址先写进去，告诉E2PROM要读取哪个地址的数据。
发送要读取内存的地址(WORD ADDRESS)，通知E2PROM读取要哪个地址的信息。
重新发送开始信号(START)
发送设备读操作地址(DEVICE ADDRESS)对E2PROM进行读操作 (0xA1)
E2PROM会自动向主机发送数据，主机读取从器件发回的数据，在读一个字节后，MCU会回应一个应答信号(ACK)后，E2PROM会继续传输下一个地址的数据，MCU不断回应应答信号可以不断读取内存的数据
如果不想读了，告诉E2PROM不想要数据了，就发送一个“非应答位NAK(1)”。发送结束信号（STOP）停止总线
AT24C02的固定地址为1010，可配置地址本开发板上为000
所以SLAVE ADDRESS+W为0xA0，SLAVE ADDRESS+R为0xA1
四、代码演示
4.1 AT24C02数据存储
main.c
#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "Key.h"
#include "AT24C02.h"
#include "Delay.h"
unsigned char KeyNum;
unsigned int Num;
void main()
{
LCD_Init();
LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
while(1)
{
KeyNum=Key();
if(KeyNum==1) //K1按键，Num自增
{
Num++;
LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
}
if(KeyNum==2) //K2按键，Num自减
{
Num--;
LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
}
if(KeyNum==3) //K3按键，向AT24C02写入数据
{
AT24C02_WriteByte(0,Num%256);
Delay(5);
AT24C02_WriteByte(1,Num/256);
Delay(5);
LCD_ShowString(2,1,"Write OK");
Delay(1000);
LCD_ShowString(2,1," ");
}
if(KeyNum==4) //K4按键，从AT24C02读取数据
{
Num=AT24C02_ReadByte(0);
Num|=AT24C02_ReadByte(1)<<8;
LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
LCD_ShowString(2,1,"Read OK ");
Delay(1000);
LCD_ShowString(2,1," ");
}
}
}
AT24C02.c
#include <REGX52.H>
#include "I2C.h"
#define AT24C02_ADDRESS 0xA0
/**
* @brief AT24C02写入一个字节
* @param WordAddress 要写入字节的地址
* @param Data 要写入的数据
* @retval 无
*/
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data)
{
I2C_Start();
I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);
I2C_ReceiveAck();
I2C_SendByte(WordAddress);
I2C_ReceiveAck();
I2C_SendByte(Data);
I2C_ReceiveAck();
I2C_Stop();
}
/**
* @brief AT24C02读取一个字节
* @param WordAddress 要读出字节的地址
* @retval 读出的数据
*/
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress)
{
unsigned char Data;
I2C_Start();
I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);
I2C_ReceiveAck();
I2C_SendByte(WordAddress);
I2C_ReceiveAck();
I2C_Start();
I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS|0x01);
I2C_ReceiveAck();
Data=I2C_ReceiveByte();
I2C_SendAck(1);
I2C_Stop();
return Data;
}
I2C.c
#include <REGX52.H>
sbit I2C_SCL=P2^1;
sbit I2C_SDA=P2^0;
/**
* @brief I2C开始
* @param 无
* @retval 无
*/
void I2C_Start(void)
{
I2C_SDA=1;
I2C_SCL=1;
I2C_SDA=0;
I2C_SCL=0;
}
/**
* @brief I2C停止
* @param 无
* @retval 无
*/
void I2C_Stop(void)
{
I2C_SDA=0;
I2C_SCL=1;
I2C_SDA=1;
}
/**
* @brief I2C发送一个字节
* @param Byte 要发送的字节
* @retval 无
*/
void I2C_SendByte(unsigned char Byte)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
I2C_SDA=Byte&(0x80>>i);
I2C_SCL=1;
I2C_SCL=0;
}
}
/**
* @brief I2C接收一个字节
* @param 无
* @retval 接收到的一个字节数据
*/
unsigned char I2C_ReceiveByte(void)
{
unsigned char i,Byte=0x00;
I2C_SDA=1;
for(i=0;i<8;i++)
{
I2C_SCL=1;
if(I2C_SDA){Byte|=(0x80>>i);}
I2C_SCL=0;
}
return Byte;
}
/**
* @brief I2C发送应答
* @param AckBit 应答位，0为应答，1为非应答
* @retval 无
*/
void I2C_SendAck(unsigned char AckBit)
{
I2C_SDA=AckBit;
I2C_SCL=1;
I2C_SCL=0;
}
/**
* @brief I2C接收应答位
* @param 无
* @retval 接收到的应答位，0为应答，1为非应答
*/
unsigned char I2C_ReceiveAck(void)
{
unsigned char AckBit;
I2C_SDA=1;
I2C_SCL=1;
AckBit=I2C_SDA;
I2C_SCL=0;
return AckBit;
}
AT24C02.h
#ifndef __AT24C02_H__
#define __AT24C02_H__
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data);
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress);
#endif
I2C.h
#ifndef __I2C_H__
#define __I2C_H__
void I2C_Start(void);
void I2C_Stop(void);
void I2C_SendByte(unsigned char Byte);
unsigned char I2C_ReceiveByte(void);
void I2C_SendAck(unsigned char AckBit);
unsigned char I2C_ReceiveAck(void);
#endif
4.2 秒表(定时器扫描按键数码管)
main.c
#include <REGX52.H>
#include "Timer0.h"
#include "Key.h"
#include "Nixie.h"
#include "Delay.h"
#include "AT24C02.h"
unsigned char KeyNum;
unsigned char Min,Sec,MiniSec;
unsigned char RunFlag;
void main()
{
Timer0_Init();
while(1)
{
KeyNum=Key();
if(KeyNum==1) //K1按键按下
{
RunFlag=!RunFlag; //启动标志位翻转
}
if(KeyNum==2) //K2按键按下
{
Min=0; //分秒清0
Sec=0;
MiniSec=0;
}
if(KeyNum==3) //K3按键按下
{
AT24C02_WriteByte(0,Min); //将分秒写入AT24C02
Delay(5);
AT24C02_WriteByte(1,Sec);
Delay(5);
AT24C02_WriteByte(2,MiniSec);
Delay(5);
}
if(KeyNum==4) //K4按键按下
{
Min=AT24C02_ReadByte(0); //读出AT24C02数据
Sec=AT24C02_ReadByte(1);
MiniSec=AT24C02_ReadByte(2);
}
Nixie_SetBuf(1,Min/10); //设置显示缓存，显示数据
Nixie_SetBuf(2,Min%10);
Nixie_SetBuf(3,11);
Nixie_SetBuf(4,Sec/10);
Nixie_SetBuf(5,Sec%10);
Nixie_SetBuf(6,11);
Nixie_SetBuf(7,MiniSec/10);
Nixie_SetBuf(8,MiniSec%10);
}
}
/**
* @brief 秒表驱动函数，在中断中调用
* @param 无
* @retval 无
*/
void Sec_Loop(void)
{
if(RunFlag)
{
MiniSec++;
if(MiniSec>=100)
{
MiniSec=0;
Sec++;
if(Sec>=60)
{
Sec=0;
Min++;
if(Min>=60)
{
Min=0;
}
}
}
}
}
void Timer0_Routine() interrupt 1
{
static unsigned int T0Count1,T0Count2,T0Count3;
TL0 = 0x18; //设置定时初值
TH0 = 0xFC; //设置定时初值
T0Count1++;
if(T0Count1>=20)
{
T0Count1=0;
Key_Loop(); //20ms调用一次按键驱动函数
}
T0Count2++;
if(T0Count2>=2)
{
T0Count2=0;
Nixie_Loop();//2ms调用一次数码管驱动函数
}
T0Count3++;
if(T0Count3>=10)
{
T0Count3=0;
Sec_Loop(); //10ms调用一次数秒表驱动函数
}
}
注意：一定要看
千万不要直接复制代码，因为是模块化编写，模块的代码没有往上复制，大家一定要自己动手跟着教学视屏自己大！！！！！
