串行E2PROMAT 24C512在單片機中應用

1概述

近年來(lái)，以單片機為核心構成的智能儀器儀表與數據采集系統獲得了愈來(lái)愈廣泛的應用。傳統的數據存儲方法均是通過(guò)總線(xiàn)型非易失數據存儲器來(lái)保存采集的數據。隨著(zhù)單片機技術(shù)的不斷發(fā)展及各種非總線(xiàn)型單片機的不斷涌現，采用非總線(xiàn)型單片機并配合大容量串行E2PROM構成的數據存儲系統，將是一種非常好的數據存儲方法。該方法一方面可提高系統的可靠性，另一方面又可降低系統成本。

AT24C512是ATMEL公司新近推出的具有I2C總線(xiàn)容量達512Kbit（64K×8）的E2PROM，該芯片的主要特性如下：存儲容量為 65536byte；與100kHz、400kHz、1MHzI2C總線(xiàn)兼容；100000次編程/擦寫(xiě)周期；單電源、讀寫(xiě)電壓為 1.8V～5.5V；ESD保護電壓>4kV；數據可保存40年；寫(xiě)保護功能，當WP為高電平時(shí)，進(jìn)入寫(xiě)保護狀態(tài)；CMOS低功耗技術(shù)，最大寫(xiě)入電流為3mA；128byte頁(yè)寫(xiě)入緩存器；自動(dòng)定時(shí)的寫(xiě)周期；具有8引腳DIP及20引腳SOIC封裝等多種封裝形式。

2引腳排列及功能

AT24C512的DIP型封裝及20引腳的SOIC型封裝的引腳排列如圖1所示，各個(gè)引腳的功能如下：

SCL：串行時(shí)鐘該引腳為一輸入引腳，用于產(chǎn)生器件所有數據發(fā)送或接收的時(shí)鐘。

SDA：串行數據/地址雙向串行數據/地址引腳，用于器件所有數據的發(fā)送或接收。SDA是1個(gè)開(kāi)漏輸出引腳，可與其它開(kāi)漏輸出或集電極開(kāi)路輸出進(jìn)行線(xiàn)接。

WP：寫(xiě)保護當引腳WP連接到VCC時(shí)，所有存儲數據變?yōu)閷?xiě)保護。當引腳WP接VSS時(shí)，則允許器件進(jìn)行正常讀寫(xiě)操作。

A0，A1：器件地址輸入這兩個(gè)引腳為硬件連線(xiàn)或者不連接，通過(guò)連接VCC或VSS的組合可使單總線(xiàn)最多尋址4個(gè)AT24C512，當這些引腳沒(méi)有連接時(shí)其默認值為0。

(a) SOIC封裝 (b) DIP封裝
圖1 AT24C512引腳排列圖

3器件功能描述

AT24C512是具有I2C總線(xiàn)的存儲芯片，因此該器件必須嚴格遵守I2C總線(xiàn)傳輸協(xié)議。I2C總線(xiàn)簡(jiǎn)單的硬件接口是以復雜的時(shí)序及軟件編程為代價(jià)的，下面首先對該器件的時(shí)序進(jìn)行描述。

（1）起停信號

時(shí)鐘線(xiàn)保持高電平期間，數據線(xiàn)電平從高到低的跳變代為I2C總線(xiàn)的起始信號。時(shí)鐘線(xiàn)保持高電平期間，數據線(xiàn)電平從低到高的跳變代為I2C總線(xiàn)的停止信號。

（2）器件尋址

主器件通過(guò)發(fā)送1個(gè)起始信號啟動(dòng)發(fā)送過(guò)程，然后發(fā)送它所需要尋址的從器件地址，8位從器件地址的高5位固定為10100，接下來(lái)的2位（A0，A1）為器件的地址位，因此最多可以將4個(gè)AT24C512連接到同一總線(xiàn)上使存儲容量擴展至256Kbyte。注意，這兩位必須與A0和A1兩引腳的輸入狀態(tài)相對應，從器件地址的最低位為讀寫(xiě)控制位，“1”表示對從器件進(jìn)行讀操作，“0”表示對從器件進(jìn)行寫(xiě)操作，在主器件發(fā)送起始信號和從器件發(fā)送地址字節后，AT24C512監測總線(xiàn)并當其地址與發(fā)送的從地址相符時(shí)發(fā)出1個(gè)應答信號（通過(guò)SDA線(xiàn)），AT24C512再根據讀寫(xiě)控制位（R/W）的狀態(tài)進(jìn)行讀寫(xiě)操作，從器件地址字節內容如表1所示。

（3）應答信號

I2C總線(xiàn)傳送數據時(shí)，每成功傳送1個(gè)字節，接收器都必須產(chǎn)生1個(gè)應答信號，應答的器件在第9個(gè)時(shí)鐘周期將SDA線(xiàn)拉低表示其已收到1個(gè)8位數據。AT24C512在接收到起始信號和從器件地址之后產(chǎn)生應答信號，如果器件已選擇了寫(xiě)操作，則在每接收1個(gè)8位字節之后1個(gè)應答信號。

當該器件工作于讀模式時(shí)，在發(fā)送1個(gè)8位數據后釋放SDA線(xiàn)并監測1個(gè)應答信號，一旦接收到應答信號，則繼續發(fā)送數據，若主器件沒(méi)有發(fā)送應答信號，器件停止傳送數據并等待1個(gè)停止信號。

掌握了AT24C512的操作時(shí)序后再配合一定的地址/數據信息就可完成該器件的讀寫(xiě)操作。