I2C总线结构的EEPROM

常用芯片AT24C02
AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM， 内部含有256个8位字节。AT24C02有一个8字节页写缓冲器。该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能

引脚
SCL 串行时钟
AT24C02串行时钟输入管脚用于产生器件所有数据发送或接收的时钟，这是一个输入管脚。
SDA 串行数据/地址
AT24C02 双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收，SDA 是一个开漏输出管脚，可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或（wire-OR）。
A0、A1、A2 器件地址输入端
这些输入脚用于多个器件级联时设置器件地址，当这些脚悬空时默认值为0。当使用AT24C02 时最大可级联8个器件。如果只有一个AT24C02被总线寻址，这三个地址输入脚（A0、A1、A2 ）可悬空或连接到Vss，如果只有一个AT24C01被总线寻址这三个地址输入脚（A0、A1、A2 ）必须连接到Vss。
WP 写保护
如果WP管脚连接到Vcc，所有的内容都被写保护只能读。当WP管脚连接到Vss 或悬空允许器件进行正常的读/写操作
结构与寻址
AT24C02的存储容量为2Kb，内容分成32页，每页8B，共256B，操作时有两种寻址方式：芯片寻址和片内子地址寻址。
（1）芯片寻址：AT24C02的芯片地址为1010，其地址控制字格式为1010A2A1A0R/W。其中A2，A1，A0可编程地址选择位。A2，A1，A0引脚接高、低电平后得到确定的三位编码，与1010形成7位编码，即为该器件的地址码。R/W为芯片读写控制位，该位为0，表示芯片进行写操作。
（2）片内子地址寻址：芯片寻址可对内部256B中的任一个进行读/写操作，其寻址范围为00~FF，共256个寻址单位。
I2C总线接口电路图如下图

I2C总线的器件分为主器件和从器件。主器件的功能是启动在总线上传送数据，并产生时钟脉冲，以允许与被寻址的器件进行数据传送。被寻址的器件，称为从器件。一般来讲，任何器件均可以成为从器件，只有微控制器才能称为主器件。主、从器件对偶出现，工作在接收还是发送数据方式，由器件的功能和数据传送方向所决定。
I2C总线允许连接多个微控制器，显然不能同时存在两个主器件，先控制总线的器件成为主器件，这就是总线竞争。在竞争过程中数据不会被破坏、丢失。数据只能在主、从器件中传送，结束后，主、从器件将释放总线，退出主、从器件角色。
I2C总线接口特性
传统的单片机串行接口的发送和接收一般都分别各用一条线，如MCS-51系列的TXD和RXD，而I2C总线则根据器件的功能通过软件程序使其工作于发送或接收方式。当某个器件向总线上发送信息时，它就是发送器（也叫主器件），而当其从总线上接收信息时，又成为接收器（也叫从器件）。主器件用于启动总线上传送数据并产生时钟以开放传送的器件，此时任何被寻址的器件均被认为是从器件。I2C总线的控制完全由挂在总线上的主器件送出的地址和数据决定，在总线上，既没有中心机也没有优先级。
总线上主和从（即发送和接收）的关系取决于此时数据传送的方向。SDA 和SCL 都是双向线路，都通过一个电流源或上拉电阻连接到电源端。连接总线器件的输出级必须是集电极或漏极开路，以具有线“与”功能，当总线空闲时，两根线都是高电平。

下图是AT24C02与51单片机的一个连接示意图

其各种状态的时序图就不在这里介绍，各位可查询相关书籍与资料