一、AT24C02簡介

AT24C01/02/04/08/16...是一個1K/2K/4K/8K/16K位電可擦除PROM，內部含有128/256/512/1024/2048個8位字節，AT24C01有一個8字節頁寫緩沖器，AT24C02/04/08/16有一個16字節頁寫緩沖器。

電壓可允許低至1.8V，待機電流和工作電流分別為1uA和1mA。該器件通過I2C總線接口進行操作，這里就不再對IIC做詳細介紹了，具體可見外設系列OLED篇。

二、AT24C02引腳

AT24C02引腳定義

三、AT24C02尋址

使能芯片讀寫操作后，EEPROM都要求有8位的器件地址信息。

AT24C02地址信息

器件地址信息由"1"、"0"序列組成，前4位對于所有串行EEPROM都是一樣的。對于24C02/32/64，隨后3位A2、A1和A0為器件地址位，必須與硬件輸入引腳保持一致。

四、AT24C02讀/寫操作

4.1 AT24C02寫操作

寫操作要求主設備發送器件地址，收到應答信號后，先接收8位的字地址。接收到這個地址后EEPROM應答"0"（ACK），然后再是一個8位數據。在接收8位數據后，EEPROM應答"0"（ACK），接著必須由主器件發送停止條件來終止寫序列。時序圖如下

寫操作時序圖

24C02器件按8字節/頁執行頁寫，24C04/08/16器件按16字節/頁執行頁寫，24C32/64器件按32字節/頁執行頁寫。頁寫初始化與字節寫相同，只是主器件不會在第一個數據后發送停止條件，而是在EEPROMEEPROM收到每個數據后都應答“0”。最后仍需由主器件發送停止條件，終止寫序列。

接收到每個數據后，字地址的低3位 (24C02) 或4位(24C04/08/16) 或5位(24C32/64)內部自動加1，高位地址位不變，維持在當前頁內。當內部產生的字地址達到該頁邊界地址時，隨后的數據將寫入該頁的頁首。如果超過8個 (24C02) 或16個 (24C04/08/16) 或32個(24C32/64) 數據傳送給了EEPROM，字地址將回轉到該頁的首字節，先前的字節將會被覆蓋。

4.2 AT24C02讀操作

AT24C02的讀操作有三種，分別是當前地址讀，隨機讀和順序讀。

• ? 當前地址讀 內部地址計數器保存著上次訪問時最后一個地址加1的值。只要芯片有電，該地址就一直保存當讀到最后頁的最后字節，地址會回轉到0。當寫到某頁尾的最后一個字節，地址會回轉到該頁的首字節。接收器件地址(讀/寫選擇位為"1") 且EEPROM應答ACK后，當前地址的數據就隨時鐘送出。主器件無需應答"0"，但需發送停止條件。當前地址讀操作時序圖如下

讀當前地址時序圖

• ? 隨機讀 隨機讀需先寫一個目標字地址，一旦EEPROM接收器件地址和字地址并應答了ACK，主器件就產生一個重復的起始條件。然后，主器件發送器件地址(讀/寫選擇位為"1") ，EEPROM應答ACK，并隨時鐘送出數據。主器件無需應答"0"，但需發送停止條件。复制這里的隨機讀就是讀取任意一個字地址的數據，并不是隨即返回一個數據的意思。隨機讀時序圖如下

隨機讀時序圖

• ? 順序讀 順序讀可以通過“當前地址讀”或“隨機讀”啟動。主器件接收到一個數據后，應答ACK。只要EEPROM接收到ACK，將自動增加字地址并繼續隨時鐘發送后面的數據。若達到存儲器地址末尾，地址自動回轉到0，仍可繼續順序讀取數據。主器件不應答"0"，而發送停止條件，即可結束順序讀操作。順序讀時序圖如下

順序讀時序圖

五、AT24C02程序

這里給出一個AT24C02的程序，僅供參考

复制/*******************************************************************************
* 函 數 名         : IIC_Init
* 函數功能     : IIC初始化
* 輸    入         : 無
* 輸    出         : 無
*******************************************************************************/
void IIC_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(IIC_SCL_PORT_RCC|IIC_SDA_PORT_RCC,ENABLE);
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=IIC_SCL_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(IIC_SCL_PORT,&GPIO_InitStructure);
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=IIC_SDA_PIN;
    GPIO_Init(IIC_SDA_PORT,&GPIO_InitStructure);
    
    IIC_SCL=1;
    IIC_SDA=1; 
}
/*******************************************************************************
* 函 數 名         : SDA_OUT
* 函數功能     : SDA輸出配置    
* 輸    入         : 無
* 輸    出         : 無
*******************************************************************************/
void SDA_OUT(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=IIC_SDA_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(IIC_SDA_PORT,&GPIO_InitStructure);
}

/*******************************************************************************
* 函 數 名         : SDA_IN
* 函數功能     : SDA輸入配置    
* 輸    入         : 無
* 輸    出         : 無
*******************************************************************************/
void SDA_IN(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=IIC_SDA_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_Init(IIC_SDA_PORT,&GPIO_InitStructure);
}

/*******************************************************************************
* 函 數 名         : IIC_Start
* 函數功能     : 產生IIC起始信號   
* 輸    入         : 無
* 輸    出         : 無
*******************************************************************************/
void IIC_Start(void)
{
    SDA_OUT();     //sda線輸出
    IIC_SDA=1;      
    IIC_SCL=1;
    delay_us(5);
     IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low 
    delay_us(6);
    IIC_SCL=0;//鉗住I2C總線，準備發送或接收數據 
} 

/*******************************************************************************
* 函 數 名         : IIC_Stop
* 函數功能     : 產生IIC停止信號   
* 輸    入         : 無
* 輸    出         : 無
*******************************************************************************/
void IIC_Stop(void)
{
    SDA_OUT();//sda線輸出
    IIC_SCL=0;
    IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
     IIC_SCL=1; 
    delay_us(6); 
    IIC_SDA=1;//發送I2C總線結束信號
    delay_us(6);           
}

/*******************************************************************************
* 函 數 名         : IIC_Wait_Ack
* 函數功能     : 等待應答信號到來   
* 輸    入         : 無
* 輸    出         : 1，接收應答失敗
                     0，接收應答成功
*******************************************************************************/
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{
    u8 tempTime=0;
    SDA_IN();      //SDA設置為輸入  
    IIC_SDA=1;
    delay_us(1);    
    IIC_SCL=1;
    delay_us(1);  
    while(READ_SDA)
    {
        tempTime++;
        if(tempTime >250)
        {
            IIC_Stop();
            return 1;
        }
    }
    IIC_SCL=0;//時鐘輸出0     
    return 0;  
} 

/*******************************************************************************
* 函 數 名         : IIC_Ack
* 函數功能     : 產生ACK應答  
* 輸    入         : 無
* 輸    出         : 無
*******************************************************************************/
void IIC_Ack(void)
{
    IIC_SCL=0;
    SDA_OUT();
    IIC_SDA=0;
    delay_us(2);
    IIC_SCL=1;
    delay_us(5);
    IIC_SCL=0;
}

/*******************************************************************************
* 函 數 名         : IIC_NAck
* 函數功能     : 產生NACK非應答  
* 輸    入         : 無
* 輸    出         : 無
*******************************************************************************/      
void IIC_NAck(void)
{
    IIC_SCL=0;
    SDA_OUT();
    IIC_SDA=1;
    delay_us(2);
    IIC_SCL=1;
    delay_us(5);
    IIC_SCL=0;
} 

/*******************************************************************************
* 函 數 名         : IIC_Send_Byte
* 函數功能     : IIC發送一個字節 
* 輸    入         : txd：發送一個字節
* 輸    出         : 無
*******************************************************************************/    
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        
    u8 t;   
    SDA_OUT();      
    IIC_SCL=0;//拉低時鐘開始數據傳輸
    for(t=0;t< 8;t++)
    {              
        if((txd&0x80) >0) //0x80  1000 0000
            IIC_SDA=1;
        else
            IIC_SDA=0;
        txd< <=1;    
        delay_us(2);   //對TEA5767這三個延時都是必須的
        IIC_SCL=1;
        delay_us(2); 
        IIC_SCL=0; 
        delay_us(2);
    }  
} 

/*******************************************************************************
* 函 數 名         : IIC_Read_Byte
* 函數功能     : IIC讀一個字節 
* 輸    入         : ack=1時，發送ACK，ack=0，發送nACK 
* 輸    出         : 應答或非應答
*******************************************************************************/  
u8 IIC_Read_Byte(u8 ack)
{
    u8 i,receive=0;
    SDA_IN();//SDA設置為輸入
    for(i=0;i< 8;i++ )
    {
        IIC_SCL=0; 
        delay_us(2);
        IIC_SCL=1;
        receive< <=1;
        if(READ_SDA)receive++;   
        delay_us(1); 
    }      
    if (!ack)
        IIC_NAck();//發送nACK
    else
        IIC_Ack(); //發送ACK   
    return receive;
}
/*******************************************************************************
* 函 數 名         : AT24CXX_Init
* 函數功能     : AT24CXX初始化
* 輸    入         : 無
* 輸    出         : 無
*******************************************************************************/
void AT24CXX_Init(void)
{
    IIC_Init();//IIC初始化
}

/*******************************************************************************
* 函 數 名         : AT24CXX_ReadOneByte
* 函數功能     : 在AT24CXX指定地址讀出一個數據
* 輸    入         : ReadAddr:開始讀數的地址 
* 輸    出         : 讀到的數據
*******************************************************************************/
u8 AT24CXX_ReadOneByte(u16 ReadAddr)
{      
    u8 temp=0;                          
    IIC_Start();  
    if(EE_TYPE >AT24C16)
    {
        IIC_Send_Byte(0XA0);    //發送寫命令
        IIC_Wait_Ack();
        IIC_Send_Byte(ReadAddr >>8);//發送高地址     
    }
    else 
    {
        IIC_Send_Byte(0XA0+((ReadAddr/256)< *******************************************************************************
* 函 數 名         : AT24CXX_WriteOneByte
* 函數功能     : 在AT24CXX指定地址寫入一個數據
* 輸    入         : WriteAddr  :寫入數據的目的地址 
                     DataToWrite:要寫入的數據
* 輸    出         : 無
*******************************************************************************/
void AT24CXX_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 DataToWrite)
{                                
    IIC_Start();  
    if(EE_TYPE >AT24C16)
    {
        IIC_Send_Byte(0XA0);     //發送寫命令
        IIC_Wait_Ack();
        IIC_Send_Byte(WriteAddr >>8);//發送高地址   
    }
    else 
    {
        IIC_Send_Byte(0XA0+((WriteAddr/256)< *******************************************************************************
* 函 數 名         : AT24CXX_WriteLenByte
* 函數功能     : 在AT24CXX里面的指定地址開始寫入長度為Len的數據
                     用于寫入16bit或者32bit的數據
* 輸    入         : WriteAddr  :寫入數據的目的地址 
                     DataToWrite:要寫入的數據
                     Len        :要寫入數據的長度2,4
* 輸    出         : 無
*******************************************************************************/
void AT24CXX_WriteLenByte(u16 WriteAddr,u32 DataToWrite,u8 Len)
{   
    u8 t;
    for(t=0;t< Len;t++)
    {
        AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr+t,(DataToWrite > >(8*t))&0xff);
    }                
}

/*******************************************************************************
* 函 數 名         : AT24CXX_ReadLenByte
* 函數功能     : 在AT24CXX里面的指定地址開始讀出長度為Len的數據
                     用于讀出16bit或者32bit的數據
* 輸    入         : ReadAddr   :開始讀出的地址 
                     Len        :要讀出數據的長度2,4
* 輸    出         : 讀取的數據
*******************************************************************************/
u32 AT24CXX_ReadLenByte(u16 ReadAddr,u8 Len)
{   
    u8 t;
    u32 temp=0;
    for(t=0;t< Len;t++)
    {
        temp< <=8;
        temp+=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr+Len-t-1);          
    }
    return temp;

}

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

• 函 數 名 : AT24CXX_Check
• 函數功能 : 檢查AT24CXX是否正常
• 輸 入 : 無
• 輸 出 : 1:檢測失敗，0:檢測成功
  *******************************************************************************/
  u8 AT24CXX_Check(void)
  {
  u8 temp;
  temp=AT24CXX_ReadOneByte(255);//避免每次開機都寫AT24CXX
  if(temp==0x36)return 0;
  else//排除第一次初始化的情況
  {
  AT24CXX_WriteOneByte(255,0X36);
  temp=AT24CXX_ReadOneByte(255);
  if(temp==0X36)return 0;
  }
  return 1;
  }

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

• 函 數 名 : AT24CXX_Read
• 函數功能 : 在AT24CXX里面的指定地址開始讀出指定個數的數據
• 輸 入 : ReadAddr :開始讀出的地址 對24c02為0~255
  pBuffer :數據數組首地址
  NumToRead:要讀出數據的個數
• 輸 出 : 無
  *******************************************************************************/
  void AT24CXX_Read(u16 ReadAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToRead)
  {
  while(NumToRead)
  {
  *pBuffer++=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr++);
  NumToRead--;
  }
  }

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

• 函 數 名 : AT24CXX_Write
• 函數功能 : 在AT24CXX里面的指定地址開始寫入指定個數的數據
• 輸 入 : WriteAddr :開始寫入的地址 對24c02為0~255
  pBuffer :數據數組首地址
  NumToRead:要讀出數據的個數
• 輸 出 : 無
  *******************************************************************************/
  void AT24CXX_Write(u16 WriteAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToWrite)
  {
  while(NumToWrite--)
  {
  AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr,*pBuffer);
  WriteAddr++;
  pBuffer++;
  }
  }

.h文件如下

// 核心板使用的是24c02，所以定義EE_TYPE為AT24C02
// 可修改成AT24CXX系列中的任意一個
#define EE_TYPE AT24C02

// IIC函數
void IIC_Init(void); // 初始化IIC的IO口
void IIC_Start(void); // 發送IIC開始信號
void IIC_Stop(void); // 發送IIC停止信號
void IIC_Send_Byte(u8 txd); // IIC發送一個字節
u8 IIC_Read_Byte(u8 ack); // IIC讀取一個字節
u8 IIC_Wait_Ack(void); // IIC等待ACK信號
void IIC_Ack(void); // IIC發送ACK信號
void IIC_NAck(void); // IIC不發送ACK信號

u8 AT24CXX_ReadOneByte(u16 ReadAddr); //指定地址讀取一個字節
void AT24CXX_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 DataToWrite); // 指定地址寫入一個字節
void AT24CXX_WriteLenByte(u16 WriteAddr,u32 DataToWrite,u8 Len); // 指定地址開始寫入指定長度的數據
u32 AT24CXX_ReadLenByte(u16 ReadAddr,u8 Len); // 指定地址開始讀取指定長度數據
void AT24CXX_Write(u16 WriteAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToWrite); // 從指定地址開始寫入指定長度的數據
void AT24CXX_Read(u16 ReadAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToRead); // 從指定地址開始讀出指定長度的數據

u8 AT24CXX_Check(void); // 檢查器件
void AT24CXX_Init(void); // 初始化IIC

六、應用實例

給AT24C02寫入一個數據，讀取一次確認寫入正常。注釋掉寫入程序，拔掉電源。一段時間后，插上電源再次讀取之前寫入時的地址的值，串口打印結果。AT24C02的初始化程序如下

复制AT24CXX_Init();   // AT24C02初始化
while(AT24CXX_Check())  //檢測AT24C02是否正常
{
    printf("AT24C02檢測不正常!rn");
    delay_ms(500);
}
printf("AT24C02檢測正常!rn");

复制main函數如下

u8 gWData = 0xaa; // 準備要寫入的數據
u8 gRData = 0xaa; // 存儲讀出的數據

int main(void)
{
Med_Mcu_Iint(); // 系統初始化

复制AT24CXX_WriteOneByte(0,gWData);
printf("寫入的數據是：%drn",gWData);

gRData = AT24CXX_ReadOneByte(0);
printf("讀取的數據是：%drn",gRData);

while(1)

{
}
}

串口打印結果如下

串口打印結果

七、拓展應用

AT24C02這種掉電數據不丟失的特性，使得它可以存儲一些重要數據。比如將一些校準數據寫入AT24C02中，再次上電之后就不會丟失。或者用AT24C02記錄開機次數等。這些原理與應用實例中的例子原理相同，這里就不再贅述了。