单片机学习（13）--AT24C02(I2C总线）

周末不工作2024-07-03 21:03

AT24C02(I2C总线）

13.1AT24C02（I2C总线）基础知识

1.存储器介绍

2.存储器简化模型

3.AT24C02介绍

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

4.引脚及应用电路

5.内部结构框图

6.I2C总线

（1）I2C总线的介绍

I2C总线(InterICBUS)是由Philips公司开发的一种通用数据总线·两根通信线：SCL(SerialClock)、SDA(SerialData)

同步、半双工，带数据应答

通用的I2C总线，可以使各种设备的通信标准统一，对于厂家来说，使用成熟的方案可以缩短芯片设计周期、提高稳定性，对于应用者来说，使用通用的通信协议可以避免学习各种各样的自定义协议.降低了学习和应用的难度I

（2）I2C电路结构

所有I2C设备的SCL连在一起，SDA连在一起

设备的SCL和SDA均要配置成开漏输出模式

SCL和SDA各添加一个上拉电阻，阴值一般为4.7K左右

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决多机通信互相干扰的问题

（3）I2C时序结构

起始条件：SCL高电平期间，SDA从高电平切换到低电平

终止条件：SCL高电平期间，SDA从低电平切换到高电平

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)

（4）I2C数据帧




13.2AT24C02数据存储&秒表（定时器扫描按键数码管）

1.AT24C02数据存储代码

（1）工程目录

（2）main.c函数

功能：存储数据

c 复制代码 
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "Key.h"
#include "AT24C02.h"

unsigned char KeyNum;
unsigned int Num;
void main()
{
	LCD_Init();
	LCD_ShowNum(1,1,Num,5);

	while(1)
	{
		KeyNum=Key();
		if(KeyNum==1)
		{
			Num++;
			LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
		}
		if(KeyNum==2)
		{
			Num--;
			LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
		}
		if(KeyNum==3)
		{
			AT24C02_WriteByte(0,Num%256);
			Delay(5);
			AT24C02_WriteByte(1,Num/256);
			Delay(5);
			LCD_ShowString(2,1,"Write OK");
			Delay(1000);
			LCD_ShowString(2,1,"        ");			
		}
		if(KeyNum==4)
		{
			Num=AT24C02_ReadByte(0);
			Num|=AT24C02_ReadByte(1)<<8;
			LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
			LCD_ShowString(2,1,"Read OK");
			Delay(1000);
			LCD_ShowString(2,1,"       ");
		}

		
	}
}

（3）AT24C02.c函数

c 复制代码 
#include <REGX52.H>
#include "I2C.h"

#define AT24C02_ADDRESS 0xA0
/**
  * @brief  AT24C02写入一个字节
  * @param  Worddress要写入字节的地址
  * @param  Worddress要写入字节的数据
  * @retval 无
  */
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data)
{
	unsigned char Ack;
	I2C_Start();
	I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);
	I2C_ReceiveAck();
	I2C_SendByte(WordAddress);
	I2C_ReceiveAck();
	I2C_SendByte(Data);
	I2C_ReceiveAck();
	I2C_Stop();
}

/**
  * @brief  AT24C02读取一个字节
  * @param  Worddress要读出字节的地址
  * @retval 读出的数据
  */
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress)
{
	unsigned char Data;
	I2C_Start();
	I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);
	I2C_ReceiveAck();
	I2C_SendByte(WordAddress);
	I2C_ReceiveAck();
	I2C_Start();
	I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS|0x01);
	I2C_ReceiveAck();
	Data=I2C_ReceiveByte();
	I2C_SendAck(1);
	I2C_Stop();
	return Data;
	
}

（4）I2C.c函数

c 复制代码 
#include <REGX52.H>
sbit I2C_SCL=P2^1;
sbit I2C_SDA=P2^0;

/**
  * @brief  I2C开始
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void I2C_Start(void)
{
	I2C_SDA=1;
	I2C_SCL=1;
	I2C_SDA=0;
	I2C_SCL=0;	
}

/**
  * @brief  I2C停止
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void I2C_Stop(void)
{
	I2C_SDA=0;
	I2C_SCL=1;
	I2C_SDA=1;
}

/**
  * @brief  I2C发送一个字节
  * @param  Byte要发送的字节
  * @retval 无
  */
void I2C_SendByte(unsigned char Byte)
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		I2C_SDA=Byte&(0x80>>i);
		I2C_SCL=1;
		I2C_SCL=0;
	}
}
//写进内存里面不需要返回值，读出来才要
/**
  * @brief  I2C接收一个字节
  * @param  无
  * @retval 接收到的一个字节数据
  */
unsigned char I2C_ReceiveByte(void)
{
	unsigned char i,Byte=0x00;
	I2C_SDA=1;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		I2C_SCL=1;
		if(I2C_SDA){Byte|=(0x80>>i);}
		I2C_SCL=0;
		
	}
	return Byte;
}

/**
  * @brief  I2C发送应答
* @param  AckBit应答位，0为应答，1为非应
  * @retval 无
  */
void I2C_SendAck(unsigned char AckBit)
{
	I2C_SDA=AckBit;
	I2C_SCL=1;
	I2C_SCL=0;
}

/**
  * @brief  I2C接收应答
  * @param  无
  * @retval 接收到的应答位，0为应答，1为非应
  */
unsigned char I2C_ReceiveAck(void)
{
	unsigned char AckBit;
	I2C_SDA=1;
	I2C_SCL=1;
	AckBit=I2C_SDA;
	I2C_SCL=0;
	return AckBit;
}

2.AT24C02秒表代码

（1）工程目录

（2）main.c函数

c 复制代码 
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "Nixie.h"
#include "Timer0.h"
#include "Key.h"
#include "AT24C02.h"

unsigned char KeyNum;
unsigned char Min,Sec,MiniSec;
unsigned char RunFlag;

void main()
{
	Timer0_Init();
	while(1)
	{
		KeyNum=Key();
		if(KeyNum==1)
		{
			RunFlag=!RunFlag;
		}
		if(KeyNum==2)
		{
			Min=0;Sec=0;MiniSec=0;
		}
		if(KeyNum==3)
		{
			AT24C02_WriteByte(0,Min);
			Delay(5);
			AT24C02_WriteByte(1,Sec);
			Delay(5);
			AT24C02_WriteByte(2,MiniSec);
			Delay(5);
		}				
		if(KeyNum==4)
		{
			Min=AT24C02_ReadByte(0);
			Sec=AT24C02_ReadByte(1);
			MiniSec=AT24C02_ReadByte(2);
		}		
			Nixie_SetBuf(1,Min/10);
			Nixie_SetBuf(2,Min%10);
			Nixie_SetBuf(3,11);
			Nixie_SetBuf(4,Sec/10);
			Nixie_SetBuf(5,Sec%10);
			Nixie_SetBuf(6,11);
			Nixie_SetBuf(7,MiniSec/10);
			Nixie_SetBuf(8,MiniSec%10);
	}
}

void Sec_Loop(void)
{
	if(RunFlag)
	{
		MiniSec++;
		if(MiniSec>=100)
		{
			MiniSec=0;
			Sec++;
			if(Sec>=60)
			{
				Sec=0;
				Min++;
				if(Min>=60)
				{
					Min=0;
				}
			}
		}
	}

}

void Timer0_Routine() interrupt 1
{
	static unsigned int Count1,Count2,Count3;
	TL0 = 0x66;
	TH0 = 0xFC;
	Count1++;
	if(Count1>=20)
	{
		Count1=0;
		Key_Loop();
	}
	Count2++;
	if(Count2>=2)
	{
		Count2=0;
		Nixie_Loop();
	}
	Count3++;
	if(Count3>=10)
	{
		Count3=0;
		Sec_Loop();
	}
}

（3）Key.c函数

c 复制代码 
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"

unsigned char Key_KeyNumber;

unsigned char Key(void)
{
	unsigned char Temp=0;
	Temp=Key_KeyNumber;
	Key_KeyNumber=0;
	return Temp;
}
unsigned char Key_GetState()
{
	unsigned char KeyNumber=0;
	if(P3_1==0){KeyNumber=1;}
	if(P3_0==0){KeyNumber=2;}
	if(P3_2==0){KeyNumber=3;}
	if(P3_3==0){KeyNumber=4;}
	return KeyNumber;
}

void Key_Loop(void)
{
	static unsigned char NowState,LastState;
	LastState=NowState;
	NowState=Key_GetState();
	if(LastState==1&&NowState==0)
	{
		Key_KeyNumber=1;
	}
	if(LastState==2&&NowState==0)
	{
		Key_KeyNumber=2;
	}
	if(LastState==3&&NowState==0)
	{
		Key_KeyNumber=3;
	}
	if(LastState==4&&NowState==0)
	{
		Key_KeyNumber=4;
	}	
}

（4）Nixie.c函数

c 复制代码 
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"

unsigned char Nixie_Buf[9]={0,10,10,10,10,10,10,10,10};
unsigned int NixieTable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x40};

void Nixie_SetBuf(unsigned int Location,Number)
{
	Nixie_Buf[Location]=Number;
}
void Nixie_Scan(unsigned int Location,Number)
{
	P0=0x00;
	switch(Location)
	{
		case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;
		case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;
	}
	P0=NixieTable[Number];
}

void Nixie_Loop(void)
{
	static unsigned char i=1;
	Nixie_Scan(i,Nixie_Buf[i]);
	i++;
	if(i>=9){i=1;}
}

代码多，不易理解

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