STC8H開發(十二): I2C驅動AT24C08,AT24C32系列EEPROM存儲

来源:https://www.cnblogs.com/milton/archive/2022/07/04/16441549.html
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AT24C系列是常見的EEPROM存儲晶元, 常用於保存參數及掉電記憶的數據. 訪問AT24C時I2C匯流排的頻率不能太高, AT24C系列的I2C匯流排最高頻率是400KHz(2.7V), 在1.8V時頻率會降到100KHz, STC8H系列的主頻基本上從24MHz起步, 甚至直接運行在36.864... ...


目錄

AT24C系列

AT24C系列是常見的EEPROM存儲晶元, 常用於保存參數及掉電記憶的數據

  • 容量: 型號代表了其容量, 從AT24C01到AT24C1024, 存儲容量為1K BIT ~ 1024K BIT, 註意單位是Bit, 如果轉換為位元組就是128位元組 ~ 128K位元組
  • 電壓: 整個系列有2.7V (2.7V至5.5V)和1.8V (1.8V至5.5V)兩個版本, 都相容3.3V和5V
  • 封裝: 8-lead PDIP, 8-lead JEDEC SOIC, 8-lead MAP, 5-lead SOT23, 8-lead TSSOP 和 8-ball dBGA2

與其他存儲器件相比

  • 容量小
  • 皮實, 幾近無限的擦寫次數: 10萬次以上, 典型值為百萬
  • 超長的數據保持: 40年以上
  • 工作溫度範圍: 工業級[-55℃,125℃]
  • I2C匯流排, 只需要SCL和SDA兩個介面, 並且可以和其他I2C設備復用
  • 支持防寫

因為這些特點, AT24C常用於一些容量小但是穩定性要求高, 並且需要反覆擦寫的場景.

AT24C的設備地址和存儲地址

設備地址

AT24C的設備地址都是一個位元組, 以二進位1010開頭, 通過A0,A1,A2這三個pin進行調整. 根據容量不同, 設備地址和定址範圍有區別

AT24C01 - AT24C16

這個系列的存儲地址只有一個位元組, 所以記憶體定址只有256位元組(2048 bit), 對於AT24C01, AT24C02可以直接定址, 對於更大容量的型號, 需要結合設備地址對記憶體地址分page訪問

  • AT24C01, AT24C02: 設備地址 0xA0 - 0xAE, 第8位是R/W, 同一個I2C匯流排上可以並存8個同類設備
  • AT24C04: 0xA0 - 0xAC, 第7位是page選擇, 第8位是R/W, 同一個I2C匯流排上可以並存4個同類設備
  • AT24C08: 0XA0 - 0xA8, 第6,7位是page選擇, 第8位是R/W, 同一個I2C匯流排上可以並存2個同類設備
  • AT24C16: 0XA0, 第5, 6,7位是page選擇, 第8位是R/W, 同一個I2C匯流排上只能存在1個同類設備

AT24C32, AT24C64

  • 從這個容量開始, 存儲地址變成兩個位元組
  • 設備地址 0xA0 - 0xAE, 第8位是R/W, 同一個I2C匯流排上可以並存8個同類設備

AT24C128, AT24C256, AT24C512

  • 設備地址 0xA0 - 0xA6, 第5位固定為0, 第8位是R/W, 同一個I2C匯流排上可以並存4個同類設備
  • 存儲地址兩個位元組

AT24C1024

  • 設備地址 0xA0 - 0xA4, 第5位固定為0, 第7位是page選擇, 第8位是R/W, 同一個I2C匯流排上可以並存2個同類設備
  • 存儲地址兩個位元組, 所以記憶體定址只有64K位元組, 128K需要分兩個page進行訪問

通過STC8H訪問AT24C系列存儲晶元

註意

訪問AT24C時I2C匯流排的頻率不能太高.

  • AT24C系列的I2C匯流排最高頻率是400KHz(2.7V), 在1.8V時頻率會降到100KHz
  • 市面上的相容晶元可能會達不到前面的指標
  • STC8H系列的主頻基本上從24MHz起步, 甚至直接運行在36.864MHz上
  • STC8H I2C匯流排的頻率是基於FOSC計算的, 在最初的調試階段, 務必設置一個較大的預分頻, 這樣可以確保問題不出在頻率過高上

接線

對於DIP8封裝, 接線方式都是一樣的, 測試使用的是 STC8H3K64S2, 可以直接替換為 STC8H 其它型號, 除了下麵的4個pin, 還需要選擇將A0, A1, A2 接GND或接VCC

P32   -> SCL
P33   -> SDA
GND   -> GND
3.3V  -> VCC

AT24C08訪問示例

這個例子演示了單位元組存儲地址系列型號的訪問方式

#include "fw_hal.h"

// 設置地址 0xA0, 對應A0,A1,A2三個pin都接地, 測試中根據自己的接線修改
#define AT24C_ADDR  0xA0

__CODE int8_t dat[20] = {0xC0,0xC1,0xC2,0xC3,0xC4,0xC5,0xC6,0xC7,0xC8,0xC9,0xCA,0xCB};

// I2C初始化
void I2C_Init(void)
{
    // 主設備模式
    I2C_SetWorkMode(I2C_WorkMode_Master);
    /**
     * I2C 匯流排頻率 = FOSC / 2 / (__prescaler__ * 2 + 4) 這裡設成最大值0x3F
    */
    I2C_SetClockPrescaler(0x3F);
    // 選擇I2C埠
    I2C_SetPort(I2C_AlterPort_P32_P33);
    // 啟用 I2C
    I2C_SetEnabled(HAL_State_ON);
}

// GPIO初始化
void GPIO_Init(void)
{
    // SDA
    GPIO_P3_SetMode(GPIO_Pin_3, GPIO_Mode_InOut_QBD);
    // SCL
    GPIO_P3_SetMode(GPIO_Pin_2, GPIO_Mode_Output_PP);
}


int main(void)
{
    uint8_t offset, i, buf[20];

    SYS_SetClock();
    // 開啟 UART1, baud 115200 with Timer2, 1T mode, no interrupt
    UART1_Config8bitUart(UART1_BaudSource_Timer2, HAL_State_ON, 115200);

    GPIO_Init();
    I2C_Init();
    // 對地址0x00連續寫入12個位元組
    I2C_Write(AT24C_ADDR, 0x00, dat, 12);

    while(1)
    {
    	// 分4次, 起始地址遞增, 每次連續讀出6個位元組並通過串口輸出
        for (offset = 0; offset < 4; offset++)
        {
            I2C_Read(AT24C_ADDR, offset, buf, 6);
            for (i = 0; i < 6; i++)
            {
                UART1_TxHex(buf[i]);
                UART1_TxChar(':');
            }
            UART1_TxString("  ");
            SYS_Delay(10);
        }
        UART1_TxString("\r\n");
        // 間隔1秒
        SYS_Delay(1000);
    }
}

代碼地址

AT24C32訪問示例

這個例子演示了雙位元組存儲地址系列型號的訪問方式

#include "fw_hal.h"

// AT24C device address, change according to the voltage level of A0/A1/A2
#define AT24C_ADDR  0xA0
// Test data
__CODE int8_t dat[20] = {0xC0,0xC1,0xC2,0xC3,0xC4,0xC5,0xC6,0xC7,0xC8,0xC9,0xCA,0xCB};

void I2C_Init(void)
{
    // Master mode
    I2C_SetWorkMode(I2C_WorkMode_Master);
    /**
     * I2C clock = FOSC / 2 / (__prescaler__ * 2 + 4)
    */
    I2C_SetClockPrescaler(0x3F);
    // Switch alternative port
    I2C_SetPort(I2C_AlterPort_P32_P33);
    // Start I2C
    I2C_SetEnabled(HAL_State_ON);
}

void GPIO_Init(void)
{
    // SDA
    GPIO_P3_SetMode(GPIO_Pin_3, GPIO_Mode_InOut_QBD);
    // SCL
    GPIO_P3_SetMode(GPIO_Pin_2, GPIO_Mode_Output_PP);
}

int main(void)
{
    uint8_t offset, i, buf[20];

    SYS_SetClock();
    // UART1 configuration: baud 115200 with Timer2, 1T mode, no interrupt
    UART1_Config8bitUart(UART1_BaudSource_Timer2, HAL_State_ON, 115200);

    GPIO_Init();
    I2C_Init();
    // 與AT24C08示例的區別在於使用了16bit地址
    I2C_Write16BitAddr(AT24C_ADDR, 0x0000, dat, 12);

    while(1)
    {
        for (offset = 0; offset < 4; offset++)
        {
        	// 與AT24C08示例的區別在於使用了16bit地址
            I2C_Read16BitAddr(AT24C_ADDR, 0x0000|offset, buf, 6);
            for (i = 0; i < 6; i++)
            {
                UART1_TxHex(buf[i]);
                UART1_TxChar(':');
            }
            UART1_TxString("  ");
            SYS_Delay(10);
        }
        UART1_TxString("\r\n");
        SYS_Delay(1000);
    }
}

代碼地址


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