51单片机系列--AT24C02（总线）
存储器介绍
| 易失性存储器/RAM | 非易失性存储器/ROM |
|---|---|
| SRAM（静态RAM） | Mask ROM（掩膜ROM） |
| DRAM（动态RAM） | PROM（可编程ROM） |
| EPROM（可擦除可编程ROM ） | |
| E2PROM （电可擦除可编程ROM ） | |
| Flash（闪存） | |
| 硬盘、软盘、光盘等 |
AT24C02是一种可以实现掉电不丢失的存储器，可用于保存单片机运行时想要永久保存的数据信息
| 存储介质 | E2PROM |
| 通讯接口 | I2C总线 |
| 容量 | 256字节 |
IIC总线
1.I2C总线（Inter IC BUS）是由Philips公司开发的一种通用数据总线，I2C是一种多向控制总线，也就是说多个芯片可以连接到同一总线结构下，同时每个芯片都可以作为实时数据传输的控制源。主要包括启始、停止、读、写、应答信号。这种方式简化了信号传输总线接口。
2.两根通信线：SCL（Serial Clock）、SDA（Serial Data）
3.同步、半双工，带数据应答
4.IIC总线上可以挂多个器件，而每个器件都有唯一的地址，这样可以标识通信目标。数据的通信的方式采用主从方式，主机负责主动联系从机，而从机则被动回应数据。
IIC电路规范
1.所有I2C设备的SCL连在一起，SDA连在一起
2.设备的SCL和SDA均要配置成开漏输出模式
3.SCL和SDA各添加一个上拉电阻，阻值一般为4.7KΩ左右
4.开漏输出和上拉电阻的共同作用实现了“线与”的功能，此设计主要是为了解5.决多机通信互相干扰的问题
I2C时序结构
1.起始条件：SCL高电平期间，SDA从高电平切换到低电平。
要求：SDA=1保持时间大于4.7us，随后SDA=0保持时间大于4us
/*SDA下降沿*/
void start()
{
SDA = 1; //顺序不能反了，先是SDA=1;
SCL = 1;
delay();
SDA = 0;
delay();
}
2.终止条件：SCL高电平期间，SDA从低电平切换到高电平。
要求：SDA=0保持时间大于4us，随后SDA=1保持时间大于4.7us
/*SDA上升沿*/
void end()
{
SDA = 0; //顺序不能反了，先是SDA=0;
SCL = 1;
delay();
SDA = 1;
delay();
}
应答信号：
void ack()
{
uchar i = 0;
SCL = 1;
delay();
while(SDA == 1 && i < 250)i++;
SCL = 0; //SCL=0，SDA可以改变
delay();
}
发送一个字节：SCL低电平期间，主机将数据位依次放到SDA线上（高位在前），然后拉高SCL，从机将在SCL高电平期间读取数据位，所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次，即可发送一个字节
接收一个字节：SCL低电平期间，从机将数据位依次放到SDA线上（高位在前），然后拉高SCL，主机将在SCL高电平期间读取数据位，所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次，即可接收一个字节（主机在接收之前，需要释放SDA）
AT24C02读写操作
1.通过以上几种信号的组合，可以向AT24C02指定单元地址写一字节的数据，可以看出，读写顺序为:起始，写器件地址，应答，写单元地址，应答，写数据，应答，终止。
2.从AT24C02任意单元地址读取数据，可以看出读写顺序为:起始，写器件地址+0(下一个字节为写)，应答，写单元地址，应答，起始，写器件地址+1(下一个字节为读取)，读取数据，终止。
实例代码
main.c
#include "reg52.h" //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器
#include "i2c.h"
typedef unsigned int u16; //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;
sbit LSA=P2^2;
sbit LSB=P2^3;
sbit LSC=P2^4;
sbit k1=P3^1;
sbit k2=P3^0;
sbit k3=P3^2;
sbit k4=P3^3; //定义按键端口
char num=0;
u8 disp[4];
u8 code smgduan[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : delay
* 函数功能 : 延时函数，i=1时，大约延时10us
*******************************************************************************/
void delay(u16 i)
{
while(i--);
}
/*******************************************************************************
* 函数名 :Keypros()
* 函数功能 :按键处理函数
* 输入 : 无
* 输出 : 无
*******************************************************************************/
void Keypros()
{
if(k1==0)
{
delay(1000); //消抖处理
if(k1==0)
{
At24c02Write(1,num); //在地址1内写入数据num
}
while(!k1);
}
if(k2==0)
{
delay(1000); //消抖处理
if(k2==0)
{
num=At24c02Read(1); //读取EEPROM地址1内的数据保存在num中
}
while(!k2);
}
if(k3==0)
{
delay(100); //消抖处理
if(k3==0)
{
num++; //数据加1
if(num>255)num=0;
}
while(!k3);
}
if(k4==0)
{
delay(1000); //消抖处理
if(k4==0)
{
num=0; //数据清零
}
while(!k4);
}
}
/*******************************************************************************
* 函数名 :datapros()
* 函数功能 :数据处理函数
* 输入 : 无
* 输出 : 无
*******************************************************************************/
void datapros()
{
disp[0]=smgduan[num/1000];//千位
disp[1]=smgduan[num%1000/100];//百位
disp[2]=smgduan[num%1000%100/10];//个位
disp[3]=smgduan[num%1000%100%10];
}
/*******************************************************************************
* 函数名 :DigDisplay()
* 函数功能 :数码管显示函数
* 输入 : 无
* 输出 : 无
*******************************************************************************/
void DigDisplay()
{
u8 i;
for(i=0;i<4;i++)
{
switch(i) //位选，选择点亮的数码管，
{
case(0):
LSA=1;LSB=1;LSC=0; break;//显示第0位
case(1):
LSA=0;LSB=1;LSC=0; break;//显示第1位
case(2):
LSA=1;LSB=0;LSC=0; break;//显示第2位
case(3):
LSA=0;LSB=0;LSC=0; break;//显示第3位
}
P0=disp[i];//发送数据
delay(100); //间隔一段时间扫描
P0=0x00;//消隐
}
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : main
* 函数功能 : 主函数
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{
while(1)
{
Keypros(); //按键处理函数
datapros(); //数据处理函数
DigDisplay();//数码管显示函数
}
}
i2c.c
#include"i2c.h"
/*******************************************************************************
* 函数名 : Delay10us()
* 函数功能 : 延时10us
* 输入 : 无
* 输出 : 无
*******************************************************************************/
void Delay10us()
{
unsigned char a,b;
for(b=1;b>0;b--)
for(a=2;a>0;a--);
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : I2cStart()
* 函数功能 : 起始信号：在SCL时钟信号在高电平期间SDA信号产生一个下降沿
* 输入 : 无
* 输出 : 无
* 备注 : 起始之后SDA和SCL都为0
*******************************************************************************/
void I2cStart()
{
SDA=1;
Delay10us();
SCL=1;
Delay10us();//建立时间是SDA保持时间>4.7us
SDA=0;
Delay10us();//保持时间是>4us
SCL=0;
Delay10us();
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : I2cStop()
* 函数功能 : 终止信号：在SCL时钟信号高电平期间SDA信号产生一个上升沿
* 输入 : 无
* 输出 : 无
* 备注 : 结束之后保持SDA和SCL都为1；表示总线空闲
*******************************************************************************/
void I2cStop()
{
SDA=0;
Delay10us();
SCL=1;
Delay10us();//建立时间大于4.7us
SDA=1;
Delay10us();
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : I2cSendByte(unsigned char dat)
* 函数功能 : 通过I2C发送一个字节。在SCL时钟信号高电平期间，保持发送信号SDA保持稳定
* 输入 : num
* 输出 : 0或1。发送成功返回1，发送失败返回0
* 备注 : 发送完一个字节SCL=0,SDA=1
*******************************************************************************/
unsigned char I2cSendByte(unsigned char dat)
{
unsigned char a=0,b=0;//最大255，一个机器周期为1us，最大延时255us。
for(a=0;a<8;a++)//要发送8位，从最高位开始
{
SDA=dat>>7; //起始信号之后SCL=0，所以可以直接改变SDA信号
dat=dat<<1;
Delay10us();
SCL=1;
Delay10us();//建立时间>4.7us
SCL=0;
Delay10us();//时间大于4us
}
SDA=1;
Delay10us();
SCL=1;
while(SDA)//等待应答，也就是等待从设备把SDA拉低
{
b++;
if(b>200) //如果超过2000us没有应答发送失败，或者为非应答，表示接收结束
{
SCL=0;
Delay10us();
return 0;
}
}
SCL=0;
Delay10us();
return 1;
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : I2cReadByte()
* 函数功能 : 使用I2c读取一个字节
* 输入 : 无
* 输出 : dat
* 备注 : 接收完一个字节SCL=0,SDA=1.
*******************************************************************************/
unsigned char I2cReadByte()
{
unsigned char a=0,dat=0;
SDA=1; //起始和发送一个字节之后SCL都是0
Delay10us();
for(a=0;a<8;a++)//接收8个字节
{
SCL=1;
Delay10us();
dat<<=1;
dat|=SDA;
Delay10us();
SCL=0;
Delay10us();
}
return dat;
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : void At24c02Write(unsigned char addr,unsigned char dat)
* 函数功能 : 往24c02的一个地址写入一个数据
* 输入 : 无
* 输出 : 无
*******************************************************************************/
void At24c02Write(unsigned char addr,unsigned char dat)
{
I2cStart();
I2cSendByte(0xa0);//发送写器件地址
I2cSendByte(addr);//发送要写入内存地址
I2cSendByte(dat); //发送数据
I2cStop();
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : unsigned char At24c02Read(unsigned char addr)
* 函数功能 : 读取24c02的一个地址的一个数据
* 输入 : 无
* 输出 : 无
*******************************************************************************/
unsigned char At24c02Read(unsigned char addr)
{
unsigned char num;
I2cStart();
I2cSendByte(0xa0); //发送写器件地址
I2cSendByte(addr); //发送要读取的地址
I2cStart();
I2cSendByte(0xa1); //发送读器件地址
num=I2cReadByte(); //读取数据
I2cStop();
return num;
}
i2c.h
#ifndef __I2C_H_
#define __I2C_H_
#include