串行E2PROMAT 24C512在單片機中應用

1概述

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

AT24C512是ATMEL公司新近推出的具有I2C總線容量達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總線兼容；100000次編程/擦寫周期；單電源、讀寫電壓為 1.8V～5.5V；ESD保護電壓>4kV；數(shù)據(jù)可保存40年；寫保護功能，當WP為高電平時，進入寫保護狀態(tài)；CMOS低功耗技術，最大寫入電流為3mA；128byte頁寫入緩存器；自動定時的寫周期；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，各個引腳的功能如下：

SCL：串行時鐘該引腳為一輸入引腳，用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘。

SDA：串行數(shù)據(jù)/地址雙向串行數(shù)據(jù)/地址引腳，用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收。SDA是1個開漏輸出引腳，可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進行線接。

WP：寫保護當引腳WP連接到VCC時，所有存儲數(shù)據(jù)變?yōu)閷懕Ｗo。當引腳WP接VSS時，則允許器件進行正常讀寫操作。

A0，A1：器件地址輸入這兩個引腳為硬件連線或者不連接，通過連接VCC或VSS的組合可使單總線最多尋址4個AT24C512，當這些引腳沒有連接時其默認值為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總線的存儲芯片，因此該器件必須嚴格遵守I2C總線傳輸協(xié)議。I2C總線簡單的硬件接口是以復雜的時序及軟件編程為代價的，下面首先對該器件的時序進行描述。

（1）起停信號

時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從高到低的跳變代為I2C總線的起始信號。時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變代為I2C總線的停止信號。

（2）器件尋址

主器件通過發(fā)送1個起始信號啟動發(fā)送過程，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，接下來的2位（A0，A1）為器件的地址位，因此最多可以將4個AT24C512連接到同一總線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控制位，“1”表示對從器件進行讀操作，“0”表示對從器件進行寫操作，在主器件發(fā)送起始信號和從器件發(fā)送地址字節(jié)后，AT24C512監(jiān)測總線并當其地址與發(fā)送的從地址相符時發(fā)出1個應答信號（通過SDA線），AT24C512再根據(jù)讀寫控制位（R/W）的狀態(tài)進行讀寫操作，從器件地址字節(jié)內(nèi)容如表1所示。

（3）應答信號

I2C總線傳送數(shù)據(jù)時，每成功傳送1個字節(jié)，接收器都必須產(chǎn)生1個應答信號，應答的器件在第9個時鐘周期將SDA線拉低表示其已收到1個8位數(shù)據(jù)。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操作，則在每接收1個8位字節(jié)之后1個應答信號。

當該器件工作于讀模式時，在發(fā)送1個8位數(shù)據(jù)后釋放SDA線并監(jiān)測1個應答信號，一旦接收到應答信號，則繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，若主器件沒有發(fā)送應答信號，器件停止傳送數(shù)據(jù)并等待1個停止信號。

掌握了AT24C512的操作時序后再配合一定的地址/數(shù)據(jù)信息就可完成該器件的讀寫操作。