AT24C32、AT24C64、AT24C128、AT24C256、AT24C512系列EEPROM芯片单片机读写驱动程序

一、概述

在前两篇博文中，分别记录了AT24C01、AT24C02，以及AT24C04、AT24C08、AT24C16芯片的读写驱动，先将之前的相关文章include一下：
1.IIC驱动：4位数码管显示模块TM1637芯片C语言驱动程序
2.AT24C01、AT24C02读写：AT24C01/AT24C02系列EEPROM芯片单片机读写驱动程序
3.AT24C04、AT24C08、AT24C16读写：AT24C04、AT24C08、AT24C16系列EEPROM芯片单片机读写驱动程序
本文将带来AT24C32、AT24C64、AT24C128、AT24C256、AT24C512芯片的单片机C语言读写驱动程序。

二、芯片对比介绍

型号	容量bit	容量byte	页数	字节/页	器件寻址位	可寻址器件数	WordAddress位数/字节数	备注
AT24C32	32k	4k	128	32	A2A1A0	8	12/2
AT24C64	64k	8k	256	32	A2A1A0	8	13/2
AT24C128	128k	16k	256	64	A1A0	4	14/2
AT24C256	256k	32k	512	64	A1A0	4	15/2
AT24C512	512k	64k	512	128	A2A1A0	8	16/2

这5款芯片与x24C01~x24C16主要的不同是，WordAddress是两个字节，器件寻址位A2/A1/A0三位或者两位，不再有页选择位。例如，下图是AT24C128、AT24C256的引脚图，只有两个硬件地址引脚A0/A1，第3脚不连接。

三、读写操作

3.1 写操作

3.1.1 Byte Write写一个字节

有了前两篇文章的基础，这里不再对数据手册逐句翻译，只着重介绍与前面芯片不同的内容。上面是AT24C32和AT24C64手册中写单个字节的操作及时序，红框中可以看出，在器件地址、应答信号后，跟着的是两个字节的WordAddress，这就是与AT24C01~AT24C16芯片的主要区别。

3.1.2 Page Write写一页

页写操作也是没有多少新东西，除了WordAddress有两个字节，与其他容量芯片的操作类似。

3.2 读操作

3.2.1 读任意地址

与较小容量的芯片相比，读任意地址的时序，主要的区别是需要发送两个字节的WordAddress。

3.2.2 顺序读（页读）

以上为页读操作，也是由“读当前地址”或“读任意地址”操作开始，mcu收到一个数据后，应答，不发送停止信号，即可接收下一个字节数据。

四、主要代码

4.1 宏定义

先对器件地址等信息进行宏定义，根据不同的器件进行条件编译：

#define READ_CMD				1
#define WRITE_CMD				0

#define x24C32//器件名称，AT24C32、AT24C64、AT24C128、AT24C256、AT24C512
#define DEV_ADDR				0xA0					//设备硬件地址

#ifdef x24C32
 	#define PAGE_NUM			128						//页数
	#define PAGE_SIZE			32						//页面大小(字节)
	#define CAPACITY_SIZE		(PAGE_NUM * PAGE_SIZE)	//总容量(字节)
	#define ADDR_BYTE_NUM		2						//地址字节个数
#endif
 
#ifdef x24C64
 	#define PAGE_NUM			256						//页数
	#define PAGE_SIZE			32						//页面大小(字节)
	#define CAPACITY_SIZE		(PAGE_NUM * PAGE_SIZE)	//总容量(字节)
	#define ADDR_BYTE_NUM		2						//地址字节个数
#endif
 
#ifdef x24C128
 	#define PAGE_NUM			256						//页数
	#define PAGE_SIZE			64						//页面大小(字节)
	#define CAPACITY_SIZE		(PAGE_NUM * PAGE_SIZE)	//总容量(字节)
	#define ADDR_BYTE_NUM		2						//地址字节个数
#endif
 
#ifdef x24C256
 	#define PAGE_NUM			512						//页数
	#define PAGE_SIZE			64						//页面大小(字节)
	#define CAPACITY_SIZE		(PAGE_NUM * PAGE_SIZE)	//总容量(字节)
	#define ADDR_BYTE_NUM		2						//地址字节个数
#endif
 
#ifdef x24C512
 	#define PAGE_NUM			512						//页数
	#define PAGE_SIZE			128						//页面大小(字节) 
	#define CAPACITY_SIZE		(PAGE_NUM * PAGE_SIZE)	//总容量(字节)
	#define ADDR_BYTE_NUM		2						//地址字节个数
#endif

4.2 写单个字节（写任意地址）

发送起始信号–>发送器件地址（包含写入命令）–>收到应答–>发送需要写入数据的地址的高字节（8bit）–>收到应答–>发送需要写入数据的地址的低字节（8bit）–>收到应答–>发送需要写入的数据–>收到应答–>发送停止信号

/*******************************************************************************
  * 函数名：x24Cxx_WriteByte
  * 功  能：写一个字节
  * 参  数：u16Addr要写入的地址
			u8Data要写入的数据
  * 返回值：无
  * 说  明：无
*******************************************************************************/
void x24Cxx_WriteByte(uint16_t u16Addr, uint8_t u8Data)
{
	x24Cxx_WriteEnable();//使能写入
	IIC_Start();//起始信号
	IIC_WriteByte(DEV_ADDR | WRITE_CMD);//器件寻址+读/写选择
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_WriteByte((uint8_t)((u16Addr >> 8) & 0xFF));
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_WriteByte((uint8_t)(u16Addr & 0xFF));
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_WriteByte(u8Data);
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_Stop();//停止信号
	x24Cxx_WriteDisble();//禁止写入
}

4.3 写一页

发送起始信号–>发送器件地址（包含写入命令）–>收到应答–>发送需要写入数据的首地址的高字节（8bit）–>收到应答–>发送需要写入数据的首地址的低字节（8bit）–>收到应答–>发送需要写入的第1个数据–>收到应答–>发送需要写入的第2个数据–>收到应答…–>发送需要写入的第n个数据–>收到应答–>发送停止信号

/*******************************************************************************
  * 函数名：x24Cxx_WritePage
  * 功  能：页写
  * 参  数：u16Addr要写入的首地址；
			u8Len写入数据字节数，最大为PAGE_SIZE
			pData要写入的数据首地址
  * 返回值：无
  * 说  明：最多写入1页，防止翻卷，如果地址跨页则去掉跨页的部分
*******************************************************************************/
void x24Cxx_WritePage(uint16_t u16Addr, uint8_t u8Len, uint8_t *pData)
{
	uint8_t i;
	x24Cxx_WriteEnable();//使能写入
	IIC_Start();//起始信号
	IIC_WriteByte(DEV_ADDR | WRITE_CMD);//器件寻址+读/写选择
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_WriteByte((uint8_t)((u16Addr >> 8) & 0xFF));
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_WriteByte((uint8_t)(u16Addr & 0xFF));
	IIC_WaitAck();//等待应答
	if (u8Len > PAGE_SIZE)//长度大于页的长度
	{
		u8Len = PAGE_SIZE;
	}
	if ((u16Addr + (uint16_t)u8Len) > CAPACITY_SIZE)//超过容量
	{
		u8Len = (uint8_t)(CAPACITY_SIZE - u16Addr);
	}
	if (((u16Addr % PAGE_SIZE) + (uint16_t)u8Len) > PAGE_SIZE)//判断是否跨页
	{
		u8Len -= (uint8_t)((u16Addr + (uint16_t)u8Len) % PAGE_SIZE);//跨页，截掉跨页的部分
	}
	
	for (i = 0; i < u8Len; i++)
	{
		IIC_WriteByte(*(pData + i));
		IIC_WaitAck();//等待应答
	}
	IIC_Stop();//停止信号	
	x24Cxx_WriteDisble();//禁止写入
}

4.4 读单个字节（读任意地址）

发送起始信号–>发送器件地址（包含写入命令）–>收到应答–>发送需要读取数据的地址的高字节（8bit）–>收到应答–>发送需要读取数据的地址的低字节（8bit）–>收到应答–>发送起始信号–>发送器件地址（包含读取命令）–>收到应答–>读取数据–>不应答–>发送停止信号

/*******************************************************************************
  * 函数名：x24Cxx_ReadByte
  * 功  能：读一个字节
  * 参  数：u16Addr要读取的地址
  * 返回值：u8Data读出的数据
  * 说  明：无
*******************************************************************************/
uint8_t x24Cxx_ReadByte(uint16_t u16Addr)
{
	uint8_t u8Data = 0;
	IIC_Start();//起始信号	
	IIC_WriteByte(DEV_ADDR | WRITE_CMD);//器件寻址+读/写选择
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_WriteByte((uint8_t)((u16Addr >> 8) & 0xFF));
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_WriteByte((uint8_t)(u16Addr & 0xFF));
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_Start();//起始信号
	IIC_WriteByte(DEV_ADDR | READ_CMD);//器件寻址+读
	IIC_WaitAck();//等待应答
	u8Data = IIC_ReadByte();
	IIC_NoAck();
	IIC_Stop();//停止信号
	return u8Data;
}

4.5 读一页（顺序读）

发送起始信号–>发送器件地址（包含写入命令）–>收到应答–>发送需要读取数据的首地址高字节–>收到应答–>发送需要读取数据的首地址低字节–>收到应答–>发送起始信号–>发送器件地址（包含读取命令）–>收到应答–>读取第1个数据–>发送应答–>读取第2个数据–>发送应答…–>读取第n个数据–>不应答–>发送停止信号

/*******************************************************************************
  * 函数名：x24Cxx_ReadPage
  * 功  能：页读
  * 参  数：u16Addr要读取的首地址；
			u8Len读取数据字节数，最大为PAGE_SIZE
			pBuff读取数据存入的缓存
  * 返回值：无
  * 说  明：最多读1页，防止翻卷，如果地址跨页则去掉跨页的部分
*******************************************************************************/
void x24Cxx_ReadPage(uint16_t u16Addr, uint8_t u8Len, uint8_t *pBuff)
{
	uint8_t i;	
	IIC_Start();//起始信号	
	IIC_WriteByte(DEV_ADDR | WRITE_CMD);//器件寻址+读/写选择
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_WriteByte((uint8_t)((u16Addr >> 8) & 0xFF));
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_WriteByte((uint8_t)(u16Addr & 0xFF));
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_Start();//起始信号
	IIC_WriteByte(DEV_ADDR | READ_CMD);//器件寻址+读
	IIC_WaitAck();//等待应答
	if (u8Len > PAGE_SIZE)//长度大于页的长度
	{
		u8Len = PAGE_SIZE;
	}
	if ((u16Addr + (uint16_t)u8Len) > CAPACITY_SIZE)//超过容量
	{
		u8Len = (uint8_t)(CAPACITY_SIZE - u16Addr);
	}
	if (((u16Addr % PAGE_SIZE) + (uint16_t)u8Len) > PAGE_SIZE)//判断是否跨页
	{
		u8Len -= (uint8_t)((u16Addr + (uint16_t)u8Len) % PAGE_SIZE);//跨页，截掉跨页的部分
	}
	for (i = 0; i < (u8Len - 1); i++)
	{
		*(pBuff + i) = IIC_ReadByte();
		IIC_Ack();//主机应答
	}
	*(pBuff + u8Len - 1) = IIC_ReadByte();
	IIC_NoAck();//最后一个不应答
	IIC_Stop();//停止信号
}

五、注意事项

1.仅适用于x24C32、x24C64、x24C128、x24C256、x24C512系列EEPROM芯片，其他容量芯片请参考第一节中链接的相关文章；
2.器件地址必须与A2/A1/A0引脚的硬件连接对应；
3.调用写入程序（无论是单字节写入还是页写），需要延时10ms（即twr,有的芯片手册说是5ms）后再对器件进行操作，否则这段时间内器件不响应命令；