专栏名称: CW32生态社区
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【CW32模块使用】AT24C02-EEPROM存储器

CW32生态社区  · 公众号  ·  · 2025-03-06 10:43

正文

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EEPROM (Electrically Erasable Programmable read only memory)是指带电可擦可编程只读存储器。是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。EEPROM 可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息,重新编程。一般用在即插即用。
AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM, 内部含有256个8位字节,CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个16字节页写缓冲器。该器件通过IIC总线接口进行操作,有一个专门的写保护功能。
模块来源

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模块实物展示


规格参数

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工作电压 :1.8V-5.5V

工作电流 :最大3mA

通信接口 :IIC

内存 :2048位

时钟速度 :5V时最大1000Khz,其余为400Khz

以上信息见厂家资料文件

移植过程

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我们的目标是将例程移植至CW32F030C8T6开发板上【能够播报语音的功能】。首先要获取资料,查看数据手册应如何实现读取数据,再移植至我们的工程。

3. 1
查看资料

上图是AT24CXX的设备地址(第一行的为AT24C02,它的容量为2K),我们发现AT24CXX整个系列芯片的地址高四位都相同,都是1010,这四位是由生产商固化在芯片内部,无法改变。

AT24C02地址的低三位(不包括读写位)对应芯片的三个引脚,也就是说这三位是可以人为设定的,23=8,所以一条I2C总线上可以挂载8个AT24C02。

AT24C02的地址为7位二进制数,下图中最后一位是读写位(数据方向位),1 表示读数据,0 表示写数据。

这样,7位设备地址加1位读写位,构成I2C的寻址数据。I2C 总线的寻址过程中,通常在起始条件后的第一个字节决定了主机选择哪一个从机,该字节的最后一位决定数据传输方向。

AT24C02读写 :AT24C02的存储空间为2K位(256字节),在对其进行写数据时,最小写入单位为字节(Byte),最大写入单位为页(Page),AT24C02页大小为 16 Byte。

字节写

在字节写模式下,主器件发送起始信号和从器件地址信息(R/W 位置零)给从器件,在从器件送回应答信号后,主器件发送 AT24WC01/02/04/08/16 的字节地址,主器件在收到从器件的应答信号后,再发送数据到被寻址的存储单元。AT24WC01/02/04/08/16 再次应答,并在主器件产生停止信号后开始内部数据的擦写,在内部擦写过程中,AT24WC01/02/04/08/16 不再应答主器件的任何请求。

页写

用页写,AT24WC01 可一次写入 8 个字节数据,AT24WC02/04/08/16 可以一次写入 16 个字节的数据,页写操作的启动和字节写一样,不同在于传送了一字节数据后并不产生停止信号,主器件被允许发送 P(AT24WC01 P=7;AT24WC02/04/08/16 P=15)个额外的字节。每发送一个字节数据后 AT24WC01/02/04/08/16 产生一个应答位并将字节地址低位加 1,高位保持不变。

如果在发送停止信号之前主器件发送超过P+1个字节,地址计数器将自动翻转,先前写入的数据被覆盖。

接收到P+1字节数据和主器件发送的停止信号后,AT24CXXX启动内部写周期将数据写到数据区,所有接收的数据在一个写周期内写入AT24WC01/02/04/08/16。

当前地址读

AT24WC01/02/04/08/16 的地址计数器内容为最后操作字节的地址加 1。也就是说 如果上次读/写的操作地址为 N,则立即读的地址从地址 N+1 开始。如果 N=E(这里对 24WC01 E=127;对 24WC02 E=255;对 24WC04 E=511;对 24WC08 E=1023;对 24WC16 E=2047)则计数器将翻转到 0 且继续输出数据。AT24WC01/02/04/08/16 接收到从器件地址信号后(R/W 位置 1),它首先发送一个应答信号,然后发送一个 8 位字节数据。主器件不需发送一个应答信号,但要产生一个停止信号。

选择读(随机读)

选择性读操作允许主器件对寄存器的任意字节进行读操作,主器件首先通过发送起始信号、从器件地址和它想读取的字节数据的地址执行一个伪写操作。在 AT24WC01/02/04/08/16 应答之后,主器件重新发送起始信号和从器件地址,此时 R/W 位置 1,AT24WC01/02/04/08/16 响应并发送应答信号,然后输出所要求的一个 8 位字节数据,主器件不发送应答信号但产生一个停止信号。

连续读

连续读操作可通过立即读或选择性读操作启动。在 AT24WC01/02/04/08/16 发送完一个 8 位字节数据后,主器件产生一个应答信号来响应,告知 AT24WC01/02/04/08/16 主器件要求更多的数据,对应每个主机产生的应答信号 AT24WC01/02/04/08/16 将发送一个 8 位数据字节。当主器件不发送应答信号而发送停止位时结束此操作。

从 AT24WC01/02/04/08/16 输出的数据按顺序由 N 到 N+1 输出。读操作时地址计数器在 AT24WC01/02/04/08/16 整个地址内增加,这样整个寄存器区域在可在一个读操作内全部读出。当读取的字节超过 E(对于 24WC01 E=127;对 24WC02 E=255; 对 24WC04 E=511;对 24WC08 E=1023;对 24WC16 E=2047)计数器将翻转到零并继续输出数据字节。

3. 2
引脚选择

图 0

块接线图

3.3
移植至工程

移植步骤中的导入.c和.h文件与 【CW32模块使用】DHT11温湿度传感器 相同, 只是将.c和.h文件更改为bsp_at24c02.c与bsp_at24c02.h。这里不再过多讲述,移植完成后面修改相关代码。

在文件bsp_at24c02.c中,编写如下代码。

/*




    
 * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-25     LCKFB-LP    first version */
#include "bsp_at24c02.h"#include "stdio.h"
// SLAVE ADDRESS+W为0xA0,SLAVE ADDRESS+R为0xA1#define AT24C02_ADDRESS_READ 0xA0#define AT24C02_ADDRESS_WRITE 0xA1

/****************************************************************** * 函 数 名 称:AT24C02_GPIO_Init * 函 数 说 明:AT24C02的引脚初始化 * 函 数 形 参:无 * 函 数 返 回:无 * 作 者:LC * 备 注:无******************************************************************/void AT24C02_GPIO_Init(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化结构体
RCC_AT24C02_GPIO_ENABLE(); // 使能GPIO时钟
GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA|GPIO_SCL; // GPIO引脚 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; // 开漏输出 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; // 输出速度高 GPIO_Init(PORT_AT24C02, &GPIO_InitStruct); // 初始化}

/****************************************************************** * 函 数 名 称:IIC_Start * 函 数 说 明:IIC起始时序 * 函 数 形 参:无 * 函 数 返 回:无 * 作 者:LC * 备 注:无******************************************************************/void IIC_Start(void){ SDA_OUT();
SDA(1); delay_us(5); SCL(1); delay_us(5);
SDA(0); delay_us(5); SCL(0); delay_us(5);
}/****************************************************************** * 函 数 名 称:IIC_Stop * 函 数 说 明:IIC停止信号 * 函 数 形 参:无 * 函 数 返 回:无 * 作 者:LC * 备 注:无******************************************************************/void IIC_Stop(void){ SDA_OUT(); SCL(0); SDA(0);
SCL(1); delay_us(5); SDA(1); delay_us(5);
}
/****************************************************************** * 函 数 名 称:IIC_Send_Ack * 函 数 说 明:主机发送应答或者非应答信号 * 函 数 形 参:0发送应答 1发送非应答 * 函 数 返 回:无 * 作 者:LC * 备 注:无******************************************************************/void IIC_Send_Ack(unsigned char ack){ SDA_OUT(); SCL(0); SDA(0); delay_us(5); if(!ack) SDA(0); else SDA(1); SCL(1); delay_us(5); SCL(0); SDA(1);}

/****************************************************************** * 函 数 名 称:I2C_WaitAck * 函 数 说 明:等待从机应答 * 函 数 形 参:无 * 函 数 返 回:0有应答 1超时无应答 * 作 者:LC * 备 注:无******************************************************************/unsigned char I2C_WaitAck(void){
char ack = 0; unsigned char ack_flag = 10; SCL(0); SDA(1); SDA_IN(); delay_us(5); SCL(1); delay_us(5);
while( (SDA_GET()==1) && ( ack_flag ) ) { ack_flag--; delay_us(5); }
if( ack_flag <= 0 ) { IIC_Stop(); return 1; } else { SCL(0); SDA_OUT(); } return ack;}
/****************************************************************** * 函 数 名 称:Send_Byte * 函 数 说 明:写入一个字节 * 函 数 形 参:dat要写人的数据 * 函 数 返 回:无 * 作 者:LC * 备 注:无******************************************************************/void Send_Byte(uint8_t dat){ int i = 0; SDA_OUT(); SCL(0);//拉低时钟开始数据传输
for( i = 0; i < 8; i++ ) { SDA( (dat & 0x80) >> 7 ); delay_us(1); SCL(1); delay_us(5); SCL(0); delay_us(5); dat<<=1; }}
/****************************************************************** * 函 数 名 称:Read_Byte * 函 数 说 明:IIC读时序 * 函 数 形 参:无 * 函 数 返 回:读到的数据 * 作 者:LC * 备 注:无******************************************************************/unsigned char Read_Byte(void){ unsigned char i,receive=0; SDA_IN();//SDA设置为输入 for(i=0;i<8;i++ ) { SCL(0); delay_us(5); SCL(1); delay_us(5); receive<<=1; if( SDA_GET() ) { receive|=1; } delay_us(5); } SCL(0); return receive;}




/****************************************************************** * 函 数 名 称:AT24C02_WriteByte * 函 数 说 明:AT24C02写入一个字节 * 函 数 形 参:WordAddress 要写入字节的地址 Data 要写入的数据 * 函 数 返 回:无 * 作 者:LC * 备 注:无******************************************************************/void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,unsigned char Data){ IIC_Start(); Send_Byte(AT24C02_ADDRESS_READ); I2C_WaitAck(); Send_Byte(WordAddress); I2C_WaitAck(); Send_Byte(Data); I2C_WaitAck(); IIC_Stop();}
/****************************************************************** * 函 数 名 称:AT24C02_ReadByte * 函 数 说 明:AT24C02读取一个字节 * 函 数 形 参:WordAddress 要读出字节的地址 * 函 数 返 回:读出的数据 * 作 者:LC * 备 注:无******************************************************************/unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress){ unsigned char Data; IIC_Start(); Send_Byte(AT24C02_ADDRESS_READ); I2C_WaitAck(); Send_Byte(WordAddress); I2C_WaitAck(); IIC_Start(); Send_Byte(AT24C02_ADDRESS_WRITE); I2C_WaitAck(); Data=Read_Byte(); IIC_Send_Ack(1); IIC_Stop(); return Data;}

在文件bsp_at24c02.h中,编写如下代码。

/*




    
 * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-25     LCKFB-LP    first version */
#ifndef _BSP_AT24C02_H_#define _BSP_AT24C02_H_
#include "board.h"

//端口移植#define RCC_AT24C02_GPIO_ENABLE() __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()#define PORT_AT24C02 CW_GPIOB
#define GPIO_SDA GPIO_PIN_8#define GPIO_SCL GPIO_PIN_9
//设置SDA输出模式#define SDA_OUT() { \ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; \ GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA; \ GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; \ GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; \ GPIO_Init(PORT_AT24C02, &GPIO_InitStruct); \ }//设置SDA输入模式#define SDA_IN() { \ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; \ GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA; \ GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; \ GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; \ GPIO_Init(PORT_AT24C02, &GPIO_InitStruct); \ }//获取SDA引脚的电平变化#define SDA_GET() GPIO_ReadPin(PORT_AT24C02, GPIO_SDA)//SDA与SCL输出#define SDA(x) GPIO_WritePin(PORT_AT24C02, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )#define SCL(x) GPIO_WritePin(PORT_AT24C02, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )
void AT24C02_GPIO_Init(void);void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,unsigned char Data);unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress);#endif
移植验证

>>>

在自己工程中的main主函数中,编写如下。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-25     LCKFB-LP    first version */#include "board.h"#include "stdio.h"#include "bsp_uart.h"#include "bsp_at24c02.h"
int32_t main(void){ unsigned char dat1 = 0; unsigned char dat2 = 0;
board_init(); uart1_init(115200U);
AT24C02_GPIO_Init(); printf("start\r\n");
//向0地址写入数据48 AT24C02_WriteByte(0,48); delay_ms(5);
//向8地址写入数据48 AT24C02_WriteByte(8,66); delay_ms(5);
//从0地址读取数据到dat1 dat1 = AT24C02_ReadByte(0); delay_ms(5); //从8地址读取数据到dat2 dat2 = AT24C02_ReadByte(8); delay_ms(5);
delay_ms(50);
//输出dat查看数据是否正确 printf("dat1 = %d\r\n",dat1); delay_ms(1); printf("dat2 = %d\r\n",dat2); delay_ms(1);
while(1) {
}}

移植现象:

向0地址写入数据48,再读出查看是否是48。

向8地址写入数据66,再读出查看是否是66。

图 1

模块移植成功案例代码:

链接: https://pan.baidu.com/s/1vMkhtubSlSjCLW960FccxQ?pwd=LCKF

提取码:LCKF


END

往期回顾

REVIEW

【产品应用】CW32电动工具产品开源

【产品方案】基于CW32L010低成本电动工具方案

【产品应用】基于CW32的智能充电宝(方案开源)

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