STM32基礎(chǔ)：IIC總線操作EEPROM存儲(chǔ)模塊AT24C02

參考文檔：AT24C02數(shù)據(jù)手冊

STM32基礎(chǔ)：IIC概述與軟件模擬IIC一文中，詳細(xì)介紹了使用STM32的GPIO口模擬IIC總線的方法，如果讀者對IIC總線還不了解，請先閱讀此文。

本文是IIC總線的實(shí)際應(yīng)用，將帶領(lǐng)讀者一步一步閱讀AT24C02數(shù)據(jù)手冊，看時(shí)序圖了解如何使用IIC接口EEPROM存儲(chǔ)模塊AT24C02，并編寫代碼使用STM32驅(qū)動(dòng)這個(gè)模塊。

1 AT24C02概述

1.1 基本描述

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P1

從上文可以知道，AT24C02提供2048位串行電可擦除和可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)，組織256字節(jié)。該器件針對許多汽車應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，在這些應(yīng)用中，低功耗和低電壓操作是必不可少的。

AT24C02具有節(jié)省空間的8引腳JEDEC SOIC和8引腳TSSOP封裝，可通過 雙線串行接口（即IIC） 訪問。此外，整個(gè)系列還提供2.7V (2.7V至5.5V)版本。

1.2 重要特點(diǎn)

AT24C02有如下特點(diǎn)，重點(diǎn)用紅色標(biāo)出：

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P1

存儲(chǔ)器內(nèi)部按組織256字節(jié) × 8位 (2K)組織
雙線串行接口（IIC）
兼容400kHz通信速率
具有硬件數(shù)據(jù)保護(hù)的寫保護(hù)引腳
8字節(jié)/頁寫模式
允許部分頁寫入
高可靠性：100萬次寫周期，數(shù)據(jù)保留:100年

1.3 引腳定義

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P1

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P2

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P3

DA、SCL為IIC總線使用引腳不再贅述。從上文可以知道，A2，A1和A0引腳用于AT24C02的設(shè)備地址輸入。WP為寫保護(hù)引腳，提供硬件數(shù)據(jù)保護(hù)。寫保護(hù)引腳在連接到地(GND)時(shí)允許正常的讀寫操作。當(dāng)寫保護(hù)引腳接在VCC上時(shí)，寫保護(hù)功能開啟，操作如下表所示。

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P3

在開發(fā)板的原理圖上可以看到，設(shè)備地址輸入A2、A1、A0都為0，WP已近接在GND上關(guān)閉了寫保護(hù)，我們可以正常讀寫。

1.4 存儲(chǔ)空間

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P4

AT24C02，2K，串行EEPROM內(nèi)部組織為32頁，每頁8字節(jié)，2K需要一個(gè)8位的字地址進(jìn)行隨機(jī)字尋址。

1.5 設(shè)備地址

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P8

2K EEPROM設(shè)備都需要一個(gè) 8位設(shè)備地址字 ， 包含一個(gè)啟動(dòng)條件 ，以使芯片能夠進(jìn)行讀或?qū)懖僮鳌?/p>

設(shè)備地址字前4位最高有效位為1010。這對所有串行EEPROM設(shè)備都是通用的。接下來的3位是1K/2K EEPROM的A2、A1和A0設(shè)備地址位。設(shè)備地址的第8位是讀寫操作選擇位。如果該位高，則進(jìn)行讀操作；如果該位低，則進(jìn)行寫操作。

綜上，如果對AT24C02進(jìn)行讀操作，則設(shè)備地址為10100001B=A1H；如果對AT24C02進(jìn)行寫操作，則設(shè)備地址為10100000B=A0H.

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P9

2 AT24C01編程

2.1 寫操作：字編程和頁編程

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P8

寫數(shù)據(jù)有字編程和頁編程兩種方式：

字編程：一次寫入一個(gè)字節(jié)。
頁編程：1K/2K EEPROM能夠一次寫入一個(gè)8字節(jié)的頁。

如果打算寫入數(shù)據(jù)，則需要知道數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址。因?yàn)锳T24C02的存儲(chǔ)空間為2K（2^11），故尋址空間為0~~2^11-1，即000H~~7FFH。每頁8字節(jié)，故第1頁地址000H，第2頁地址008H，第3頁地址010H，……，第256頁地址7F8H。

下圖描述了字編程寫數(shù)據(jù)的過程，根據(jù)圖中的分析和前文的講述，可以寫出字編程函數(shù)：

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P10

/**
 * @brief AT24C02初始化
 * 
 */
void AT24C02_Init(void)
{
  IIC_Init();  // 初始化IIC總線
}

/**
 * @brief AT24C02字節(jié)寫入
 * 
 * @param Address: 字節(jié)地址
 * @param Data: 待寫入的數(shù)據(jù)
 */
void AT24C02_ByteWrite(uint8_t Address, uint8_t Data)
{
  IIC_StartSignal();        // 發(fā)送開始信號

  // 發(fā)送設(shè)備地址，寫操作
  IIC_SendBytes(0xA0);     
  if (IIC_WaitACK() == 1)   // AT24C02沒應(yīng)答
  {
    printf("[AT24C02] Answered the device address: Errorn");
    IIC_StopSignal();       // 發(fā)送停止信號
  }
  else
  {
    printf("[AT24C02] Answered the device address: OKn");
  }

  // 發(fā)送字地址
  IIC_SendBytes(Address);   
  if (IIC_WaitACK() == 1)   // AT24C02沒應(yīng)答
  {
    printf("[AT24C02] Answered the word address: Errorn");
    IIC_StopSignal();       // 發(fā)送停止信號
  }
  else
  {
    printf("[AT24C02] Answered the word address: OKn");
  }

  // 發(fā)送待寫入的數(shù)據(jù)
  IIC_SendBytes(Data);     
  if (IIC_WaitACK() == 1)   // AT24C02沒應(yīng)答
  {
    printf("[AT24C02] Answered the data: Errorn");
    IIC_StopSignal();       // 發(fā)送停止信號
  }
  else
  {
    printf("[AT24C02] Answered the data: OKn");
  }

  IIC_StopSignal();         // 發(fā)送停止信號
}

下圖描述了頁編程寫數(shù)據(jù)的過程，根據(jù)圖中的分析和前文的講述，可以寫出頁編程函數(shù)：

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P10

/**
 * @brief AT24C02頁編程（8字節(jié)/頁）
 * 
 * @param Address: 頁地址
 * @param buf: 待寫入的數(shù)據(jù)
 * @param DataLen: 待寫入的數(shù)據(jù)長度 
 */
void AT24C02_PageWrite(uint32_t Address, uint8_t *buf, uint8_t DataLen)
{
  IIC_StartSignal();        // 發(fā)送開始信號

  // 發(fā)送設(shè)備地址，寫操作
  IIC_SendBytes(0xA0);
  if (IIC_WaitACK() == 1)   // AT24C02沒應(yīng)答
  {
    printf("[AT24C02] Answered the device address: Errorn");
    IIC_StopSignal();       // 發(fā)送停止信號
  }
  else
  {
    printf("[AT24C02] Answered the device address: OKn");
  }

  // 發(fā)送頁地址
  IIC_SendBytes(Address);
  if (IIC_WaitACK() == 1)   // AT24C02沒應(yīng)答
  {
    printf("[AT24C02] Answered the page address: Errorn");
    IIC_StopSignal();       // 發(fā)送停止信號
  }
  else
  {
    printf("[AT24C02] Answered the page address: OKn");
  }

  // 循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)
  while (DataLen--)
  {
    IIC_SendBytes(*buf++);  // 發(fā)送數(shù)據(jù)
    if (IIC_WaitACK() == 1) // AT24C02沒應(yīng)答
    {
      printf("[AT24C02] Answered the data: Errorn");
      IIC_StopSignal();     // 發(fā)送停止信號
    }
    else
    {
      printf("[AT24C02] Answered the data: OKn");
    }
  }

  IIC_StopSignal();         // 發(fā)送停止信號
}

2.2 讀操作：當(dāng)前地址讀

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P19

當(dāng)前地址讀：內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器保存著上次訪問時(shí)最后一個(gè)地址加1的值 。（使用”當(dāng)前地址讀“讀出的數(shù)據(jù)，其地址為上次訪問的最后一個(gè)地址加1。）
只要芯片有電，該地址就一直保存，當(dāng)讀到最后頁的最后字節(jié)，地址會(huì)回轉(zhuǎn)到0：
當(dāng)寫到某頁尾的最后一個(gè)字節(jié)，地址會(huì)回轉(zhuǎn)到該頁的首字節(jié)。
接收器件地址（讀/寫選擇位為"1"）、EEPROM應(yīng)答ACK后，當(dāng)前地址的數(shù)據(jù)就隨時(shí)鐘送出。主器件無需應(yīng)答"0"，但需發(fā)送停止條件。

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P10

根據(jù)此圖和前文的講述，編寫當(dāng)前地址讀函數(shù)：

/**
 * @brief AT24C02當(dāng)前地址讀
 * 
 * @return uint8_t 當(dāng)前地址的數(shù)據(jù)
 */
uint8_t AT24C02_CurrentAddressRead(void)
{
  uint8_t Data;

  IIC_StartSignal(); // 發(fā)送開始信號

  // 發(fā)送設(shè)備地址，讀操作
  IIC_SendBytes(0xA1);     
  if (IIC_WaitACK() == 1)   // AT24C02沒應(yīng)答
  {
    printf("[AT24C02] Answered the device address: Errorn");
    IIC_StopSignal();       // 發(fā)送停止信號
  }
  else
  {
    printf("[AT24C02] Answered the device address: OKn");
  }
  
  // 讀取1字節(jié)數(shù)據(jù)
  Data = IIC_ReadBytes();

  // 發(fā)送應(yīng)答信號
  IIC_MasterACK(1); // 不應(yīng)答

  IIC_StopSignal(); // 發(fā)送停止信號
  return Data;      // 返回接收到的數(shù)據(jù)
}

下面我們測試前面寫的四個(gè)函數(shù)（AT24C02_Init，AT24C02_ByteWrite，AT24C02_PageWrite，AT24C02_CurrentAddressRead），測試過程為：

使用AT24C02_Init初始化AT24C02
使用AT24C02_PageWrite向0x00寫入“0123456”
使用AT24C02_ByteWrite向0x07寫入“7”
使用AT24C02_CurrentAddressRead進(jìn)行“當(dāng)前地址讀”
（0x00-0x07已經(jīng)被寫入“01234567”，即第一頁寫滿了，此時(shí)地址會(huì)回到該頁首字節(jié)，使用“當(dāng)前地址讀”讀出的應(yīng)該是該頁第一個(gè)字節(jié)“0”）

如果輸出的提示信息全部正常且返回值為“0”則說明這四個(gè)函數(shù)編寫正確。測試效果如下圖，測試成功。

uint8_t data;

AT24C02_Init()

AT24C02_PageWrite(0x00, "0123456", 6);
HAL_Delay(100);

AT24C02_ByteWrite(0x07, '7');  
HAL_Delay(100);

data = AT24C02_CurrentAddressRead();
printf("AT24C02_CurrentAddressRead: %c", data);

2.3 讀操作：隨機(jī)讀

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P9

隨機(jī)讀需先寫一個(gè)目標(biāo)字地址 ，一旦EEPROM接收器設(shè)備地址（讀/寫選擇位為"0"）和字地址并應(yīng)答了ACK，主機(jī)就產(chǎn)生一個(gè)重復(fù)的起始條件。然后，主器件發(fā)送設(shè)備地址（讀/寫選擇位為"1"），EEPROM應(yīng)答ACK，并隨時(shí)鐘送出數(shù)據(jù)。主器件無需應(yīng)答"0"，但需發(fā)送停止條件。

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P11

根據(jù)此圖和前文的講述，編寫隨機(jī)讀函數(shù)：

/**
 * @brief AT24C02隨機(jī)讀1字節(jié)數(shù)據(jù)
 * 
 * @param Address: 字地址 
 * @return uint8_t 讀取到的數(shù)據(jù)
 */
uint8_t AT24C02_RandomRead(uint8_t Address)
{
  uint8_t Data;

  IIC_StartSignal(); // 發(fā)送開始信號

  // 發(fā)送設(shè)備地址，寫操作
  IIC_SendBytes(0xA0);     
  if (IIC_WaitACK() == 1)   // AT24C02沒應(yīng)答
  {
    printf("[AT24C02] Answered the device address: Errorn");
    IIC_StopSignal();       // 發(fā)送停止信號
  }
  else
  {
    printf("[AT24C02] Answered the device address: OKn");
  }

  // 發(fā)送字?jǐn)?shù)據(jù)的地址
  IIC_SendBytes(Address);   
  if (IIC_WaitACK() == 1)   // AT24C02沒應(yīng)答
  {
    printf("[AT24C02] Answered the word address: Errorn");
    IIC_StopSignal();       // 發(fā)送停止信號
  }
  else
  {
    printf("[AT24C02] Answered the word address: OKn");
  }

  IIC_StartSignal();        // 發(fā)送開始信號

  // 發(fā)送設(shè)備地址，讀操作
  IIC_SendBytes(0xA1);     
  if (IIC_WaitACK() == 1)   // AT24C02沒應(yīng)答
  {
    printf("[AT24C02] Answered the device address: Errorn");
    IIC_StopSignal();       // 發(fā)送停止信號
  }
  else
  {
    printf("[AT24C02] Answered the device address: OKn");
  }
  
  // 讀取1字節(jié)數(shù)據(jù)
  Data = IIC_ReadBytes();

  // 發(fā)送應(yīng)答信號
  IIC_MasterACK(1); // 不應(yīng)答

  IIC_StopSignal(); // 發(fā)送停止信號

  return Data;      // 返回接收到的數(shù)據(jù)
}

下面我們測試AT24C02_RandomRead函數(shù)，測試過程為：

使用AT24C02_Init初始化AT24C02
使用AT24C02_PageWrite向0x00寫入“01234567”
使用AT24C02_RandomRead讀出0x07處的數(shù)據(jù)

uint8_t data;

AT24C02_Init();
AT24C02_PageWrite(0x00, "01234567", 7);
HAL_Delay(100);

data = AT24C02_RandomRead(0x07);
printf("AT24C02_RandomRead: %c", data);

如果輸出的提示信息全部正常且返回值為“7”則說明函數(shù)編寫正確。測試效果如下圖，測試成功。

如果想要“隨機(jī)讀”函數(shù)可以一次讀取多個(gè)字節(jié)，可以修改函數(shù)為如下形式：

/**
 * @brief AT24C02隨機(jī)讀n個(gè)字節(jié)
 * 
 * @param Address: 字地址 
 * @param RecvBuf: 接收緩沖區(qū) 
 * @param DataLen: 接收數(shù)據(jù)長度 
 */
void AT24C02_RandomRead(uint8_t Address, uint8_t *RecvBuf, uint8_t DataLen)
{
  uint8_t Data;

  IIC_StartSignal(); // 發(fā)送開始信號

  // 發(fā)送設(shè)備地址，寫操作
  IIC_SendBytes(0xA0);     
  if (IIC_WaitACK() == 1)   // AT24C02沒應(yīng)答
  {
    printf("[AT24C02] Answered the device address: Errorn");
    IIC_StopSignal();       // 發(fā)送停止信號
  }
  else
  {
    printf("[AT24C02] Answered the device address: OKn");
  }

  // 發(fā)送字?jǐn)?shù)據(jù)的地址
  IIC_SendBytes(Address);   
  if (IIC_WaitACK() == 1)   // AT24C02沒應(yīng)答
  {
    printf("[AT24C02] Answered the word address: Errorn");
    IIC_StopSignal();       // 發(fā)送停止信號
  }
  else
  {
    printf("[AT24C02] Answered the word address: OKn");
  }

  IIC_StartSignal();        // 發(fā)送開始信號

  // 發(fā)送設(shè)備地址，讀操作
  IIC_SendBytes(0xA1);     
  if (IIC_WaitACK() == 1)   // AT24C02沒應(yīng)答
  {
    printf("[AT24C02] Answered the device address: Errorn");
    IIC_StopSignal();       // 發(fā)送停止信號
  }
  else
  {
    printf("[AT24C02] Answered the device address: OKn");
  }
  
  // 讀取n字節(jié)數(shù)據(jù)
  DataLen -= 1;
  while (DataLen--) // 讀取n-1字節(jié)數(shù)據(jù),最后1字節(jié)數(shù)據(jù)單獨(dú)讀取
  {
    *RecvBuf++ = IIC_ReadBytes();

    // 發(fā)送應(yīng)答信號
    IIC_MasterACK(0); // 應(yīng)答
  }
  *RecvBuf++ = IIC_ReadBytes(); // 讀取最后1字節(jié)數(shù)據(jù)
  
  // 發(fā)送應(yīng)答信號
  IIC_MasterACK(1); // 不應(yīng)答

  IIC_StopSignal(); // 發(fā)送停止信號

  return Data;      // 返回接收到的數(shù)據(jù)
}

下面我們測試AT24C02_RandomRead函數(shù)，測試過程為：

使用AT24C02_Init初始化AT24C02
使用AT24C02_PageWrite向0x00寫入“01234567”
使用AT24C02_RandomRead讀出0x00-0x07處的數(shù)據(jù)

uint8_t RecvBuf[10] = {0};

AT24C02_Init();
AT24C02_PageWrite(0x00, "01234567", 8);
HAL_Delay(100);

AT24C02_RandomRead(0x00, RecvBuf, 8);
printf("AT24C02_RandomRead: %s", RecvBuf);

如果輸出的提示信息全部正常且返回值為“01234567”則說明函數(shù)編寫正確。測試效果如下圖，測試成功。

2.4 讀操作：順序讀

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P9

AT24C02還有一種讀操作，就是順序讀取。順序讀取由當(dāng)前地址讀取或隨機(jī)地址讀取啟動(dòng)。主機(jī)接收到一個(gè)數(shù)據(jù)字后，它以確認(rèn)響應(yīng)。只要 EEPROM 接收到應(yīng)答，將自動(dòng)增加字地址并繼續(xù)隨時(shí)鐘發(fā)送后面的數(shù)據(jù)。當(dāng)達(dá)到內(nèi)存地址限制時(shí)，地址自動(dòng)回轉(zhuǎn)到0，認(rèn)可繼續(xù)順序讀取數(shù)據(jù)。主機(jī)不應(yīng)答“0”，而發(fā)送停止條件，即可結(jié)束順序讀操作。

《AT24C02數(shù)據(jù)手冊》P11

正所謂“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。在對順序讀寫略加分析后，順序讀取的代碼這里不再給出，讀者可以結(jié)合本文對前面幾種讀寫操作的講解和順序讀操作的流程自行完成。

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STM32 IIC讀寫AT24C02（二）

上次已經(jīng)完成了IIC讀寫AT24C02的協(xié)議層，現(xiàn)在開始編寫讀寫AT24C02的驅(qū)動(dòng)函數(shù)。先從單字節(jié)的讀寫開始。

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如何使用IIC總線和AT24C02存儲(chǔ)芯片去讀寫代碼呢

AT24C02存儲(chǔ)芯片有哪些功能特性？IIC總線有哪些特征呢？如何使用IIC總線和

發(fā)表于 11-25 06:45

配置STM32的IIC硬件時(shí)序讀寫AT24C02和AT24C08

時(shí)序的，本文采用的是模擬時(shí)序，下篇文章就介紹配置STM32的IIC硬件時(shí)序讀寫AT24C02和AT24C08。模擬時(shí)序更加方便移植到其他單片機(jī)，通用性更高，不分MCU；硬件時(shí)序效率更高

發(fā)表于 12-08 06:27

AT24C02 IIC總線串行EEPROM的資料介紹和應(yīng)用資料說明

AT24C02是由ATMEL公司提供的，IIC總線串行EEPROM（electronic eraser programmer read only memory），其容量為2kbit（2

發(fā)表于 07-17 17:39 ?12次下載

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微雪電子EEPROM存儲(chǔ)模塊AT24C簡介

AT24C EEPROM存儲(chǔ)模塊 I2C接口提供測試程序（AVR、STM32、STM8、C

發(fā)表于 12-30 09:49 ?2314次閱讀

EEPROM存儲(chǔ)芯片AT24C02芯片手冊

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發(fā)表于 07-30 13:20 ?183次下載

IIC及AT24C02的讀寫（單片機(jī)實(shí)驗(yàn)）

IIC及AT24C02的讀寫（單片機(jī)實(shí)驗(yàn)）有問題歡迎私信哦課程設(shè)計(jì)（綜合實(shí)驗(yàn)）內(nèi)容及要求通過IIC總線擴(kuò)展1片AT24C02芯片 ,實(shí)現(xiàn)單片

發(fā)表于 11-22 09:21 ?73次下載

STM32入門開發(fā): 介紹IIC總線、讀寫AT24C02(EEPROM)(采用模擬時(shí)序)

時(shí)序的，本文采用的是模擬時(shí)序，下篇文章就介紹配置STM32的IIC硬件時(shí)序讀寫AT24C02和AT24C08。模擬時(shí)序更加方便移植到其他單片機(jī)，通用性更高，不分MCU；硬件時(shí)序效率更高

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IIC通信以及AT24C02使用

文章目錄1.什么是通信協(xié)議①什么是IIC協(xié)議②IIC協(xié)議原理講解③IIC協(xié)議代碼講解2.AT24C02模塊①

發(fā)表于 11-30 20:51 ?15次下載

Linux驅(qū)動(dòng)開發(fā)-編寫(EEPROM)AT24C02驅(qū)動(dòng)

AT24C02是IIC接口的EEPROM存儲(chǔ)芯片，這顆芯片非常經(jīng)典，百度搜索可以找到非常多的資料，大多都是51、STM32單片機(jī)的示例代碼，

發(fā)表于 09-17 15:29 ?3569次閱讀

STM32 IIC讀寫AT24C02（一）

要用IIC讀寫AT24C02，首先要了解IIC是什么。

發(fā)表于 07-22 10:28 ?1088次閱讀

單片機(jī)IIC總線及AT24C02的應(yīng)用

電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《單片機(jī)IIC總線及AT24C02的應(yīng)用.doc》資料免費(fèi)下載

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STM32基礎(chǔ)知識(shí)：IIC總線操作EEPROM存儲(chǔ)模塊AT24C02

STM32基礎(chǔ)：IIC總線操作EEPROM存儲(chǔ)模塊AT24C02

1 AT24C02概述

1.1 基本描述

1.2 重要特點(diǎn)

1.3 引腳定義

1.4 存儲(chǔ)空間

1.5 設(shè)備地址

2 AT24C01編程

2.1 寫操作：字編程和頁編程

2.2 讀操作：當(dāng)前地址讀

2.3 讀操作：隨機(jī)讀

2.4 讀操作：順序讀

評論

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