MAX7651/MAX7652 12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與24C02 2線串行EEPROM接口

本文介紹將MAX7651和MAX7652 12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接至24C02 2線串行EEPROM所需的特定硬件描述和軟件程序。提供了詳細(xì)的軟件代碼。由于MAX7651/52基于標(biāo)準(zhǔn)8051處理器內(nèi)核，因此此處提供的信息對于任何基于8051的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)都很有用。

24Cxx 系列 2 線串行 EEPROM 廣泛用于 8051 微處理器系統(tǒng)。雖然MAX7651/MAX7652閃存可編程12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有16K內(nèi)部閃存，但仍有許多“傳統(tǒng)”產(chǎn)品使用小而廉價(jià)的外部存儲器。

本應(yīng)用筆記提供了基本的2線寫和讀軟件子程序?？梢暂p松修改它們，以滿足EEPROM的附加功能，例如存儲器保護(hù)和組尋址。

24C02串行EEPROM有許多衍生產(chǎn)品，其中包括額外的存儲器和頁面尋址。24C02被廣泛使用，是本例中使用的部件。其他派生部件可以通過稍作修改來使用此代碼。

EEPROM信號和定時(shí)

24Cxx 系列使用兩條 I/O 線進(jìn)行接口：SCL（串行時(shí)鐘）和 SDA（串行數(shù)據(jù)）。SCL 邊緣具有不同的功能，具體取決于是讀取設(shè)備還是寫入設(shè)備。將數(shù)據(jù)時(shí)鐘輸入器件時(shí)，時(shí)鐘的正邊沿鎖存數(shù)據(jù)。負(fù)時(shí)鐘將時(shí)鐘數(shù)據(jù)邊緣出器件。

SDA信號是雙向的，并且物理上是漏極開路，因此多個(gè)EEPROM或其他器件可以共享引腳。SCL和SDA都必須從外部拉高。

EEPROM使用的協(xié)議部分基于EEPROM發(fā)送的ACK（確認(rèn)）位（如果已收到發(fā)送給它的數(shù)據(jù)）。所有地址和數(shù)據(jù)均以 8 位字發(fā)送。EEPROM在第九個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)將ACK作為低位周期發(fā)送。EEPROM在SCL和SDA引腳上尋找特定的轉(zhuǎn)換，以鑒定讀寫。

SDA 引腳上的數(shù)據(jù)可能僅在 SCL 為低時(shí)更改。SCL 高電平期間的數(shù)據(jù)更改指示啟動或停止條件。START 條件是 SDA 的高到低轉(zhuǎn)換，SCL 高。所有數(shù)據(jù)傳輸都必須以 START 條件開頭。

停止條件是 SDA 的低到高轉(zhuǎn)換，SCL 高。所有數(shù)據(jù)傳輸必須以 STOP 條件結(jié)束。讀取后，停止將EEPROM置于待機(jī)電源模式。有關(guān)啟動和停止條件，請參閱圖 1。

圖1.啟動和停止條件。

設(shè)備尋址

24C02 具有 3 個(gè)物理引腳，分別指定為 A2、A1 和 A0，它們連接到邏輯 1 或 0 電平。這允許八個(gè)唯一的硬件地址，因此多達(dá)八個(gè) 24C02 可以共享 SCL 和 SDA 線路而不會發(fā)生沖突。有一個(gè)內(nèi)部地址比較器，用于查找主控制器發(fā)送的地址與 24C02 的唯一 7 位地址之間的匹配，該地址部分由 A2、A1 和 A0 確定。請參閱下面的表 1。

設(shè)備地址在啟動條件后立即發(fā)送。前四位是序列“1010”，這是一個(gè)簡單的“噪聲濾波器”，可防止線路上的隨機(jī)噪聲突發(fā)訪問設(shè)備。發(fā)送的最后一個(gè)位是 1 表示讀取，0 表示寫入。下面的代碼示例用于隨機(jī)讀/寫操作。該部件還可以執(zhí)行頁面寫入/順序讀取，只需稍作代碼修改。有關(guān)更多信息，請參見 24C02 數(shù)據(jù)手冊。

字節(jié)寫入內(nèi)存

字節(jié)寫入序列如圖 2 所示。EEPROM在收到START條件和設(shè)備地址后，如果設(shè)備地址與其自己的唯一地址匹配，則發(fā)送ACK。MAX7651等待ACK，如果ACK不存在，則中止通信。接下來，發(fā)送一個(gè) 8 位字節(jié)地址，然后發(fā)送另一個(gè) ACK。MAX7651發(fā)送8位數(shù)據(jù)字節(jié)，等待第三個(gè)ACK，并發(fā)送STOP條件。

圖2.寫入操作。

需要注意的是，在收到 STOP 條件后，EEPROM 在內(nèi)部等待數(shù)據(jù)存儲到其內(nèi)部存儲器陣列中。這可能需要長達(dá) 10 毫秒的時(shí)間。24C02 將在對內(nèi)部 EEPROM 進(jìn)行編程時(shí)忽略嘗試的訪問?？梢暂喸冊摬考酝瓿蓛?nèi)部寫入周期。這涉及發(fā)送另一個(gè) START 條件（也稱為重復(fù)啟動），后跟設(shè)備地址字節(jié)。請注意，在這種情況下，不會發(fā)送 STOP 條件。如果內(nèi)部編程周期完成，EEPROM 將發(fā)送 ACK。MAX7651也可以編程為等待10ms再繼續(xù)。

從內(nèi)存讀取字節(jié)

從 24C02 EEPROM 以隨機(jī)地址讀取字節(jié)需要在讀取之前執(zhí)行虛擬寫入操作。參見圖 3。

順序?yàn)椋?/p>

啟動條件

使用 R/~W = 0 “虛擬寫入”命令發(fā)送設(shè)備地址

等待確認(rèn)

發(fā)送字節(jié)內(nèi)存地址

等待確認(rèn)

發(fā)送重復(fù)啟動條件

發(fā)送 R/~W = 1 的設(shè)備地址（讀取命令）

等待確認(rèn)

將8個(gè)數(shù)據(jù)位讀取到MAX7651中，MSB優(yōu)先

無確認(rèn)

停止條件

這個(gè)序列相當(dāng)復(fù)雜！讀取所需的 SCL 轉(zhuǎn)換總數(shù)為 38。

圖3.讀取操作。

審核編輯：郭婷