24C08 I2C存儲芯片實驗及中文資料下載

ID:195394 · 發(fā)表于 2017-5-5 23:15

24C08中文資料下載：

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1.  I2C總線概念

I2C（InterIntegrated Circuit Bus）總線是一種雙向二線制總線，是Philps公司推出的串行總線標準（為二線制）。總線上擴展的外圍器件及外設接口通過總線尋址。它的結構簡單，可靠性和抗干擾性能好。目前很多公司都推出了基于I2C總線的外圍器件，例如我們學習板上的24c08芯片，就是一個帶有I2C總線接口的E2PROM存儲器，具有掉電記憶的功能，方便進行數(shù)據(jù)的長期保存。

2. I2C總線結構

I2C總線結構很簡單，只有兩條線，包括一條數(shù)據(jù)線（SDA）和一條串行時鐘線（SCL）。具有I2C接口的器件可以通過這兩根線接到總線上，進行相互之間的信息傳遞。連接到總線的器件具有不同的地址，CPU根據(jù)不同的地址進行識別，從而實現(xiàn)對硬件系統(tǒng)簡單靈活的控制。

一個典型的I2C總線應用系統(tǒng)的組成結構如下圖1所示（假設圖中的微控制器、LCD驅動、E2PROM、ADC各器件都是具有I2C總線接口的器件）：




我們知道單片機串行通訊的發(fā)送和接收一般都各用一條線TXD和RXD，而I2C總線的數(shù)據(jù)線既可以發(fā)送也可以接受，工作方式可以通過軟件設置。所以，I2C總線結構的硬件結構非常簡潔。當某器件向總線上發(fā)送信息時，它就是發(fā)送器，而當其從總線上接收信息時，又成為接收器。

3. I2C總線特點

組成系統(tǒng)結構簡單，占用空間小。芯片管腳的數(shù)量少，無需片選信號，價格低，允許若干兼容器件共享總線，應用比較廣泛，總線的長度可達7.6m,傳送速度可達400kbps,標準速率為100kbps,支持多個組件，I2C上所有的設備的SDA，SCL引腳必須外加上拉電阻

4.  I2C總線上的數(shù)據(jù)傳送

下面我們看看I2C總線是如何進行數(shù)據(jù)傳送的。我們知道，在一根數(shù)據(jù)線上傳送數(shù)據(jù)時必須一位一位的進行，所以我們首先研究位傳送。

1）位傳輸

I2C總線每傳送一位數(shù)據(jù)必須有一個時鐘脈沖。被傳送的數(shù)據(jù)在時鐘SCL的高電平期間保持穩(wěn)定，只有在SCL低電平期間才能夠改變，示意圖如下圖1所示，在標準模式下，高低電平寬度必須不小于4.7us。

               圖1 位傳輸時序圖

那么是不是所有I2C總線中的信號都必須符合上述的有效性呢？只有兩個例外，就是開始和停止信號。

開始信號：當SCL為高電平時，SDA發(fā)生從高到低的跳變，出現(xiàn)開始信號以后，總線被認為“忙”。

停止信號：當SCL為高電平時，SDA發(fā)生從低到高的跳變，停止信號過后，總線被認為“空閑”。

開始和結束信號的時序圖如下圖所示：

2）數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖止?jié)格式

SDA傳送數(shù)據(jù)是以字節(jié)為單位進行的。每個字節(jié)必須是8位，但是傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)量不受限制，首先傳送的是數(shù)據(jù)的最高位。每次傳送一個字節(jié)完畢，必須接收到從機發(fā)出的一個應答位，才能開始下一個字節(jié)的傳輸。如果沒有接受到應答位，主機則產(chǎn)生一個停止條件結束本次的傳送。那么從機應該發(fā)出什么信號算是產(chǎn)生了應答呢？這個過程是這樣的。當主器件傳送一個字節(jié)后，在第9個SCL時鐘內(nèi)置高SDA線，而從器件的響應信號將SDA拉低，從而給出一個應答位。了解了I2C傳輸數(shù)據(jù)的格式，下面我們來研究雙方傳送的協(xié)議問題。

3） I2C數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議

I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議如下：

（1）、主器件發(fā)出開始信號

（2）、主器件發(fā)出第一個字節(jié)，用來選通相應的從器件。其中前7位為地址碼，第8位為方向位(R/W)。方向位為“0”表示發(fā)送，方向位為“1”表示接受。

（3）、從機產(chǎn)生應答信號，進入下一個傳送周期，如果從器件沒有給出應答信號，此時主器件產(chǎn)生一個結束信號使得傳送結束，傳送數(shù)據(jù)無效。

（4）、接下來主、從器件正式進行數(shù)據(jù)的傳送，這時在I2C總線上每次傳送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)不限，但每一個字節(jié)必須為8位（傳送的時候先送高位，再送低位）。當一個字節(jié)傳送完畢時，再發(fā)送一個應答位（第9位），如上一條所述，這樣每次傳送一個字節(jié)都需要9個時鐘脈沖。數(shù)據(jù)的傳送過程如下圖所示：

                     圖2 I2C總線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議

4） 24c08芯片相關介紹

AT24c08是帶有I2C總線接口的E2PROM存儲器，具有掉電記憶的功能，并且可以象普通RAM一樣用程序改寫。它的容量是1024個字節(jié)，有A2、A1、A0三位地址，可見I2C總線上可以連接8片AT24c08，它的尋址字節(jié)是1010 A2A1A0 R/W。板上面24c08的電路連接如圖所示：

            圖3 24C08的硬件接線圖

我們對引腳的功能作一個簡單的解釋：

      VCC，GND：  電源、地引腳

      A2A1A0：地址引腳

      SCLK、SDA：通信引腳

      WP：       寫保護引腳

從上面的電路連接知：A2A1A0=000，可見如果要對24c08進行寫操作，尋址字節(jié)是1010 000 0；如果對24c08進行讀操作，尋址字節(jié)是1010 000 1。用單片機的P3.4腳作為串行時鐘線，用P3.5腳作串行數(shù)據(jù)線。

      寫過程：

（1）、主機首先發(fā)出開始信號

（2）、發(fā)出寫24c08的尋址字節(jié)1010000 0，即0A0H

（3）、發(fā)數(shù)據(jù)寫入24c08的地址，本例中為01H

（4）、往24c08中寫入數(shù)據(jù)，這里是3個字節(jié)，分別為48h，0ebh，52h。

（5）、寫完畢發(fā)出停止信號

      讀過程：

（1）、主機發(fā)出start信號

（2）、發(fā)寫24c08的尋址字節(jié)1010000 0

（大家可能要問：我們是讀數(shù)據(jù)，為什么要發(fā)寫信號呢？這是因為你首先要送出一個信號，說明從24c08中的哪個地址讀取數(shù)據(jù)。）

（3）、發(fā)要讀取的數(shù)據(jù)在24c08中的地址，即01h

（4）、主機發(fā)start信號

（5）、發(fā)讀24c08的尋址字節(jié)1010000 1

（5）、從24 C02中讀取數(shù)據(jù)

（6）、讀取完畢發(fā)出停止信號

5．實例演練

1）  實驗目的

從地址0x00 開始連續(xù)寫入16個數(shù)據(jù)（LED流水燈顯示碼），然后再從地址0x00 開始讀出所寫入的16個數(shù)據(jù)，由P0口的LED燈顯示出來（先從右到左流，再從左到右流）。

2）實驗電路

3）實驗步驟

將JPLED P0跳線的跳線帽插好

不要插1602LCD 以免干擾P0口LED燈

4）流程圖

5） C語言源程序

通電后數(shù)碼管從00開始計數(shù) 每過1秒加1 直到99 計數(shù)。過程中你可以關閉電源，然后再開啟電源，可以看到數(shù)值并沒有從00開始計數(shù)，而是從你關閉電源前的數(shù)值開始，這證明我們通過24C08設計的斷電記憶功能的計時器設計成功。按鍵K1鍵可以使數(shù)值清零清零后從00開始計數(shù)。

//24c08地址為0xa0

#include <reg52.h>

#define uchar unsigned char

unsigned char codetable[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};

unsigned char sec=0; //定義計數(shù)值,每過1秒,sec加1

unsigned int count; //定時中斷次數(shù)

bit  write=0; //寫24C08的標志;

sbit gewei=P2^7; //個位選通定義

sbit shiwei=P2^6; //十位選通定義

/////////24C08讀寫驅動程序////////////////////

sbit scl=P3^4; // 24c08 SCL

sbit sda=P3^5; // 24c08 SDA

sbit K5=P1^4; //清0按鍵

/***********************************************/

void delay()  //delay 5us

{ ;; }

/**********************************************/

void delay1(uchar x)

{

   uchar a,b;

   for(a=x;a>0;a--)

   for(b=100;b>0;b--);

}

/**********************************************/

void start()  //開始信號

{

   sda=1;

   delay();

   scl=1;

   delay();

   sda=0;

   delay();

}

/************************************************/

void stop() //停止信號

{

   sda=0;

   delay();

   scl=1;

   delay();

   sda=1;

   delay();

}

/**************************************************/

void respons() //應答

{

   uchar i;

   scl=1;

   delay();

   while((sda==1)&&(i<250))i++;

   scl=0;

   delay();

}

/**************************************************/

void init_24c08() //初始化24C02

{

   sda=1;

   delay();

   scl=1;

   delay();

}

/************************************************/

void write_byte(uchar date)

{

   uchari,temp;

   temp=date;

   for(i=0;i<8;i++)

   {

            temp=temp<<1;

            scl=0;

         delay();

            sda=CY;

            delay();

            scl=1;

            delay();

   //    scl=0;

   // delay();

   }

   scl=0;

   delay();

   sda=1;

   delay();

}

/**********************************************/

uchar read_byte()

{

   uchar i,k;

   scl=0;

   delay();

   sda=1;

   delay();

   for(i=0;i<8;i++)

   {

            scl=1;

            delay();

            k=(k<<1)|sda;

            scl=0;

            delay();

   }

   return k;

}

/*****************************************************************/

void write_24c08(uchar address,uchar shuju) //給指定地址中寫入數(shù)據(jù)

{

   start();

   write_byte(0xa0); //  最低位為0寫，1讀

   respons();

   write_byte(address);

   respons();

   write_byte(shuju);

   respons();

   stop();

}

/*****************************************************************/

uchar read_24c08(uchar address) //從24c08指定地址中讀出數(shù)據(jù)

{

   uchardate;

   start();

   write_byte(0xa0);

   respons();

   write_byte(address);

   respons();

   start();

   write_byte(0xa1);

   respons();

   date=read_byte();

   stop();

   returndate;

}

/////////////24C02讀寫驅動程序完/////////////////////

/***********************************************************/

void LEDshow() //LED顯示函數(shù)

{



P0=table[sec/10];

shiwei=0;

   delay1(40);

   shiwei=1;

   P0=table[sec%10];

gewei=0;

   delay1(40);

   gewei=1;

}

/***********************************************************/

void main(void)

{

   TMOD=0x01;//定時器工作在方式1

   ET0=1;

EA=1;

   init_24c08();//初始化24C08

   sec=read_24c08(2);//讀出保存的數(shù)據(jù)賦于sec

   TH0=(65536-50000)/256;//對TH0 TL0賦值

   TL0=(65536-50000)%256;//使定時器0.05秒中斷一次

   TR0=1; //開始計時

            while(1)

            {

               LEDshow();

                  if(write==1)//判斷計時器是否計時一秒

                  {

                  write=0;//清零

                  write_24c08(2,sec);//在24c08的地址2中寫入數(shù)據(jù)sec

                  }

            if(K5==0){

               delay1(10);

                  if(K5==0){

                  sec=0;

                  }

      }

            }

}

/**************************************************************/

void t0(void) interrupt 1 using 0 //定時中斷服務函數(shù)

{

   TH0=(65536-50000)/256;//對TH0 TL0賦值

   TL0=(65536-50000)%256;//重裝計數(shù)初值

   count++;//每過50ms tcnt加一

   if(count==20)//計滿20次(1秒)時

   {

            count=0;//重新再計

            sec++;

            write=1;//1秒寫一次24C08

            if(sec==100)//定時100秒,在從零開始計時

            {sec=0;}

   }

}

6  拓展訓練

1）用24C08與1602LCD設計電子密碼鎖

2）12864LCD顯示24C08保存的開機畫面。即運行時，單片機程序從24C08中讀取該畫面并顯示在12864LCD液晶顯示屏上。