单片机读取EEPROM(AT24C02)

Neil Pan

2012-05-18

在 arm cortex-m3中有专门的断电保护寄存器（BKP寄存器），在主电源切断或系统产生复位时间时，BKP寄存器仍然可以再备用电源的支持下保持其内容。在实际应用中可以存入重要数据，防止被恶意查看，或用于断电回复。参见 stm32 BKP寄存器操作。

单片机掉电保护通常可采用以下三种方法：

一是加接不间断电源，让整个系统在掉电时继续工作。
二是采用备份电源，掉电后保护系统中全部或部分数据存储单元的内容；
三是采用EEPROM来保存数据。
由于第一种方法体积大、成本高，对单片机系统来说，不宜采用。第二种方法是根据实际需要，掉电时保存一些必要的数据，使系统在电源恢复后，能够继续执行程序。EEPROM既具有ROM掉电不丢失数据的特点，又有RAM随机读写的特点。所以使用EEPROM AT24C02实现掉电保护是最可行的一种方式。
AT24C02是一种I2C总线结构的芯片。

I2C总线协议如下：

只有在在总线空闲时才可以启动数据发送。
在数据传送过程中，当时钟线为高电平时，数据线上必须保持稳定，不允许有跳变；时钟线为高电平时，数据线的任何电平跳变都视为是总线起始或是结束信号。
起始信号：SCL 线是高电平时，SDA 线从高电平向低电平切换；
　　停止信号：SCL 线是高电平时，SDA 线由低电平向高电平切换；
发送起始信号后，可以以字节为单位发送数据，每个字节必须为8位，高位在前，低位在后。主设备每个字节发送后，必须接收从设备的一个应答信号ACK，即在第9个时钟周期，接收SDA上的低电平。
主设备发送起始信号后，第一个发送的字节必须是器件地址码，第二个字节为期间单元码，用于实现选择所操作的器件的内部单元。第三个字节开始传送数据。

器件地址码格式如下：

其中前四位是器件的类型，有固定的定义，EPROM为1010；后三位为片选，同类器件可以接8个；R/W为读写控制，R/W=1为从总线读取信息，R/W=0为从总线写入信息。

I2C 读指定单元时序：

开始信号 + 器件地址码（R/W = 0 写） + ACK（接收应答信号）+待读取单元地址+ACK+开始信号+器件地址码（R/W = 1 读） + ACK+读取8位数据+停止信号

I2C 指定单元写时序：

开始信号 + 器件地址码（R/W = 0 写） + ACK（接收应答信号）+待写入单元地址+ACK+写入8位数据 + ACK+停止信号

读写时序时间控制：

单片机读取EEPROM(AT24C02)代码：

at24c02.c

       #include <reg52.h>

       #define uchar unsigned  char     // 宏定义uchar 为无符号字符
    #define uint  unsigned  int

    #define ADDRS_R  0xA1     //读操作地址
    #define ADDRS_W  0xA0     //写操作地址

    sbit I2C_SCL =  P2^0;
    sbit I2C_SDL =  P2^1;

    sbit I2C_ACK_Led = P2^7;    //接收到正确的ACK相应（低电平），则灯不亮（低电平亮）

    void  I2C_Delay(uchar n);
    void  I2C_Start();
    void  I2C_End();
    void  I2C_ACK();
    void  I2C_WriteByte(uchar var);
    uchar I2C_ReadByte();
    uchar I2C_Read(uchar addr);
    void I2C_Write(uchar addr,uchar var);

    void I2C_Delay(uchar n)
    {
        while(–n);                // 2us一次
    }

    void I2C_Start()
    {
        I2C_SCL = 1;
        I2C_Delay(1);
        I2C_SDL = 1;
        I2C_Delay(1);
        I2C_SDL = 0;
        I2C_Delay(1);

        I2C_SCL = 0;           //每次执行完读写操作后都，拉低SCL ，防止时序混乱
        I2C_Delay(1);

    }

    void I2C_End()
    {
        I2C_SCL = 0;
        I2C_Delay(1);
        I2C_SDL = 0;
        I2C_Delay(1);
        I2C_SCL = 1;
        I2C_Delay(1);
        I2C_SDL = 1;
        I2C_Delay(1);
    }

    void I2C_ACK()                           //EEPROM  字节写入相应，低电平正确
    {

        I2C_SCL = 0;
        I2C_Delay(1);
        I2C_SCL = 1;
        I2C_Delay(1);
        while(I2C_SDL == 1){ I2C_ACK_Led = 0; }
        I2C_ACK_Led = 1;

        I2C_SCL = 0;
        I2C_Delay(1);

    }

    void I2C_WriteByte(uchar var)            //单字节写入函数
    {
        uchar i;

        for(i=0;i<8;i++)
        {
            I2C_SCL = 0;
            I2C_Delay(1);
            if(var & 0x80) I2C_SDL = 1; else I2C_SDL = 0;
            I2C_Delay(1);
            I2C_SCL = 1;
            I2C_Delay(1);
            var <<=  1;
        }

        I2C_SCL = 0;
        I2C_Delay(1);
    }

    uchar I2C_ReadByte()                    //单字节读取函数
    {
        uchar var,i;

        for(i=0;i<8;i++)
        {
            var <<= 1;
            I2C_SCL = 0;
            I2C_Delay(1);
            I2C_SCL = 1;
            I2C_Delay(1);
            if(I2C_SDL == 1)  var |= 0x01;
            I2C_Delay(1);
        }

        I2C_SCL = 0;
        I2C_Delay(1);

        return var;

    }

    void I2C_Write(uchar addr,uchar var)   //EEPROM 单元写入函数
    {
           I2C_Start();

        I2C_WriteByte(ADDRS_W);

        I2C_ACK();

        I2C_WriteByte(addr);

        I2C_ACK();

        I2C_WriteByte(var);

        I2C_ACK();

        I2C_End();

    }

    uchar I2C_Read(uchar addr)         //EEPROM 单元读取函数
    {
        uchar var;

        I2C_Start();

        I2C_WriteByte(ADDRS_W);

        I2C_ACK();

        I2C_WriteByte(addr);

        I2C_ACK();

        I2C_Start();

        I2C_WriteByte(ADDRS_R);

        I2C_ACK();

        var = I2C_ReadByte();

        I2C_End();

        return var;

    }

在程序中调用读写函数即可，程序调试使用的是11.0592Mhz的晶振。