STM32單片機(jī)仿真開發(fā)實(shí)例 課件 5.2 串行E2PROM AT24C02的使用

5.2串行E2PROMAT24C02的使用能力目標(biāo)：

在了解I2C總線通信規(guī)則的基礎(chǔ)上，掌握讀寫E2PROM芯片AT24C02一個字節(jié)的使用方法，并能編寫相應(yīng)的STM32程序。任務(wù)要求：仿真電路如圖所示，STM32單片機(jī)能將由串口收到的1個字節(jié)數(shù)據(jù)存入到AT24C02的首地址；按下按鈕BTN1，單片機(jī)將存儲在AT24C02首地址的1個字節(jié)數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送。串口通信參數(shù)是波特率19200bps、無校驗。5.3.1I2C總線簡介(1)概述I2C（Inter-IntegratedCircuit）總線是目前主流的芯片間總線接口技術(shù)之一。I2C總線屬于多主總線，每一個節(jié)點(diǎn)都可以設(shè)定唯一的地址，I2C總線連接示意圖如圖所示。向總線發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備作為發(fā)送器，而從總線接收數(shù)據(jù)的設(shè)備則作為接收器，通過沖突檢測和仲裁可以防止總線上數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生錯誤。目前I2C總線具有三種傳輸速率，①標(biāo)準(zhǔn)模式（1980年提出）為100kbps、②快速模式（1992年提出）為400kbps、③高速模式（1998年提出，并與2001年修訂）可達(dá)3.4Mbps。I2C總線只有①時鐘信號線SCL與②雙向數(shù)據(jù)線SDA兩根，如上圖所示，SCL與SDA被上拉至電源VCC，也就是說I2C總線處于“空閑”狀態(tài)時SCL、SDA均為高電平。（2）通信時序I2C通信時序分為發(fā)送器啟動/停止通信、數(shù)據(jù)位傳送、接收器返回響應(yīng)信號三種。①發(fā)送器啟動/停止通信(a)啟動通信(b)停止通信②數(shù)據(jù)位傳送在SCL處于高電平期間，SDA必須保持穩(wěn)定，SDA低電平表示數(shù)據(jù)0、高電平表示數(shù)據(jù)1，只有在SCL處于低電平期間，SDA才能改變電平狀態(tài)。③接收器返回響應(yīng)信號數(shù)據(jù)發(fā)送器可以連續(xù)發(fā)送多個字節(jié)數(shù)據(jù)，但是每發(fā)送一個字節(jié)（8個位）數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接收器必須返回一位響應(yīng)信號。響應(yīng)信號位若為低電平則規(guī)定為應(yīng)答響應(yīng)位（簡稱ACK），表示數(shù)據(jù)接收器接收該字節(jié)數(shù)據(jù)成功；響應(yīng)信號位若為高電平則規(guī)定為非應(yīng)答響應(yīng)位（簡稱NACK），表示數(shù)據(jù)接收器接收該字節(jié)數(shù)據(jù)失敗。如果數(shù)據(jù)接收器是主機(jī)，則在它收到最后一個字節(jié)數(shù)據(jù)后，返回一個非應(yīng)答位，通知數(shù)據(jù)發(fā)送器結(jié)束數(shù)據(jù)發(fā)送，接著主機(jī)向總線發(fā)送一個停止通信信號結(jié)束通信過程。5.3.2AT24C02簡介（1）芯片概述AT24Cxx是美國Atmel公司出品的串行E2PROM系列芯片，xx表示不同的容量。比如本次任務(wù)用到的AT24C02，表示其總?cè)萘繛?KBits（256Bytes）。AT24C02的工作電壓范圍為1.8V~6.0V，能適應(yīng)目前市面上主流的3.3V和5.0V工作電壓的單片機(jī)。值得注意的是，工作電壓越高，相應(yīng)的工作頻率也越高，典型工作電壓3.3V和5.0V對應(yīng)的工作頻率分別是標(biāo)準(zhǔn)模式100kHz和快速模式400kHz。8個引腳的功能如下表。其中，引腳1~3參與構(gòu)成AT24C02在I2C總線上的地址。地址高四位固定1010B，低四位最低位在總線“寫”命令中固定為0，在總線“讀”命令中固定位1，余下三位就由引腳1~3的電平?jīng)Q定。換言之，同一條I2C總線上，最多只能掛載8個AT24C02。引腳序號名稱功能引腳序號名稱功能8VCC電源正極5SDA雙向數(shù)據(jù)線4GND電源負(fù)極1A0地址線（低位）7WP空引腳2A1地址線（中間位）6SCL時鐘輸入線3A2地址線（高位）（2）芯片的讀寫時序AT24C02的讀寫方式有：①寫入字節(jié)（ByteWrite）、②寫入頁（PageWrite）、③讀當(dāng)前地址（CurrentAddressRead）、④隨機(jī)讀?。≧andomRead）和⑤連續(xù)讀取（SequentialRead）五種方式。這里僅介紹寫入字節(jié)和隨機(jī)讀取兩種。①寫入字節(jié)時序?qū)懭胱止?jié)即向AT24C02寫入一個字節(jié)。②隨機(jī)讀取時序5.3.3任務(wù)程序的編寫STM32F103R6本身自帶一個I2C通信模塊，但是在實(shí)際應(yīng)用中也有一部分工程師會選擇使用GPIO引腳模擬I2C的時序，這樣做的好處是程序代碼便于在不同的處理器上進(jìn)行移植。工程圖形化配置中，GPIO引腳的分配如圖5-12所示，用PB6、PB7分別模擬I2C總線的時鐘線SCL、數(shù)據(jù)線SDA。程序采用典型的模塊化設(shè)計方式，將I2C總線時序模擬和AT24C02操作代碼分別寫在“vI2C.h”、“AT24C02.h”兩個