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51单片机-第九节-AT24C02存储器（I2C总线）

article 2024/11/15 19:37:19

一、AT24C02存储器介绍：

AT24C02是存储器，且掉电不丢失，可存储单片机要永久保存的数据。

通讯接口：I2C总线。

容量：256字节。

二、存储器简化模型：

引脚及应用电路：

三、I2C总线：

1.介绍：

（1）I2C总线 (Inter IC BUS）是由Philips公司开发的一种通用数据总线

（2）两根通信线：SCL(Serial Clock)、SDA(Serial Data)

（3）同步、半双工，带数据应答

（4）通用的I2C总线，可以使各种设备的通信标准统一。

2. 时序结构：

（1）起始，终止：

（2）发送和接收字节：

下面的SDA的两行是具体数据，可0可1，需要注意SCL拉高期间SDA不能变。

（3）发送和接收应答：

四、利用I2C操作AT24C02：

（1）发送一帧数据：

首先发送 S 表示开始，即时序结构中的起始部分。

随后发送地址，由8位构成，最后一位是读写标志位，前7位中的前4位是固定的，51单片机中为1010，后3位是可变地址，即存储器简化模型中的 E0,E1,E2 ，我们用不到，置000即可。

然后每发送一个字节需要接收应答。循环。

最后终止流程。

（2）其他流程见下图，拼接而已。

（3）注意：在每次将数据写入AT24C02后，需 Delay 5ms，因为写入时AT24C02需要操作时间。

五、I2C集成：

//I2C的开始和停止，接受和发送字节，接受和发送应答
sbit I2C_SDA = P2 ^ 0;
sbit I2C_SCL = P2 ^ 1;

void I2C_Start()
{
	I2C_SCL = 1;
	I2C_SDA = 1;//因为根据时序，Start前需要两个均为高
	I2C_SCL = 0;
	I2C_SDA = 0;
}
void I2C_Stop()
{
	I2C_SDA = 0;
	I2C_SCL = 1;	
	I2C_SDA = 1;
}
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;
		//此处注意：拉高立马拉低，需要考虑单片机执行指令的速度
		//不过51本来就很慢，不用考虑，否则每行间需加入Delay
	}
}
unsigned char I2C_ReceiveByte()
{
	unsigned char Byte = 0x00;
	unsigned char i = 0;

	I2C_SDA = 1;

	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		I2C_SCL = 1;
		if (I2C_SDA) { Byte |= (0x80>>i); }
		I2C_SCL = 0;
	}
	return Byte;
}

void I2C_SendAck(unsigned char AckBit)
{
	I2C_SDA = AckBit;
	I2C_SCL = 1;
	I2C_SCL = 0;
}

unsigned char I2C_ReceiveAck()
{
	unsigned char AckBit;
	I2C_SDA = 1;
	I2C_SCL = 1;
	AckBit = I2C_SDA;
	I2C_SCL = 0;
	return AckBit;
}

六、AT24C02集成：

//AT24C02存储器写入和读取字节，WordAddress=0~256
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress, unsigned char Data)
{
	I2C_Start();
	I2C_SendByte(0xA0);
	I2C_ReceiveAck();
	I2C_SendByte(WordAddress);
	I2C_ReceiveAck();	
	I2C_SendByte(Data);
	I2C_ReceiveAck();
	I2C_Stop();
}
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress)
{
	unsigned char Data;
	I2C_Start();
	I2C_SendByte(0xA0);
	I2C_ReceiveAck();
	I2C_SendByte(WordAddress);
	I2C_ReceiveAck();
	//此处由写改为收，重新start
	I2C_Start();
	I2C_SendByte(0xA1);
	I2C_ReceiveAck();
	Data = I2C_ReceiveByte();
	I2C_SendAck(1);
	I2C_Stop();
	return Data;
}

七、实例：独立按键写入读出AT24C02：

按键1：Num加一；按键2：Num减一；

按键3：Num写入；按键4：Num读出；

unsigned char KeyNum;
unsigned int Num;
void main()
{
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1, 1, "Hello");
	while (1)
	{
		KeyNum = Key();
		if (KeyNum == 1)
		{
			Num++;
			LCD_ShowNum(1, 1, Num, 5);
		}		
		if (KeyNum == 2)
		{
			Num--;
			LCD_ShowNum(1, 1, Num, 5);
		}		
		if (KeyNum == 3)
		{
			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)
		{
			Num = AT24C02_ReadByte(1);
			Num = Num << 4;
			Num += AT24C02_ReadByte(0);
			LCD_ShowNum(1, 1, Num, 5);
		}
	}
}