一氧化碳报警器设计 - 软件设计(7)

（4）DMA方式：把结束信号作为DMA请求信号。

2.4 存储器AT24C02 介绍

以单片机为核心的应用系统经常要处理大量的数据，而单片机本身的数据存储空间是有限的，所以存储器模块在单片机系统中是一个经常被用到的模块。

AT24Cxx系列芯片是Atmel公司生产的EEPROM存储器件，采用IIC总线技术，主要应用在存储一些掉电后还要保存数据的场合。在上次运行时保存的数据，掉电后在下一次上电时还能够调出。目前广泛使用的接触式IC卡、密码锁等都使用到了该系列芯片。

AT24C02是2K位的串行EEPROM器件，采且低功耗CMOS技术，内部含有256个8位字节，每页8字节的页写存储单元。该器件通过IIC总线接口进行操作，具有专门的写保护功能，可以擦除100万次，写入数据可以保存100年。其引脚如下图5-1所示。A2、A1、A0为地址输入端，SDA为串行数据输入/输出端，SCL为串行时钟输入端，WP为写保护控制端（WP=1时写保护有效，此时器件被设置为只读），VCC接+1.8V~6.0V工作电压，VSS接地。

A0 A1 A2 GND 1 2 8 VCC WP SCL SDA

7 AT24C02 6 3 4 5 图2-6 AT24C02的引脚图

2.4.1 引脚功能

AT24C02支持IIC总线数据传送协议，总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为发送器，任何从总线接收数据的器件为接收器。数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，通过器件地址输入端A0、A1和A2可以实现将最多8个AT24C02器件连接到总线上。如果只有一个AT24C02被总线寻址，三个地址输入引脚A0、A1、A2可悬空或连接到GND。

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。

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

存储结构与寻址：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。

11

东南大学成贤学院毕业设计报告

（1）芯片寻址：AT24C02的芯片地址为1010，其地址控制字格式为1010 A2 A1 A0 R/W。其中A2，A1，A0为可编程地址选择位。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。 2.4.2 AT24C02的读写时序

IIC总线上，主机送出的命令只能被其中的一个器件接收并执行，主机对挂接的多个IIC从器件AT24C02是通过发送一个8位控制字来识别的，控制字中含有所要寻址的从机地址以及读写操作标志，寻址控制字结构如下表2-2所示。

表2-2 AT24C02的寻址控制字结构

D7 1 D6 0 D5 1 D4 0 D3 A2 D2 A1 D1 A0 D0 读/写 高四位D7～D4是针对不同类型器件的特征码，对于串行EEPROM为1010；D3～D1由引脚A2、A1、A0确定；最低位D0为读写控制，D0=1为读操作，D0=0为写操作。

AT24C02的控制字由8位二进制数构成，在开始信号发出以后，主机便会发出控制字，以选择从机，并控制总线传送的方向。比如芯片AT24C02的地址A2A1A0=010，进行读操作时发送的控制字应为1010 0101B（A5H），进行写操作时发送控制字应为1010 0100B（A4H）。若总线上只有一个AT24C02，则一般将A2、A1、A0均接地，故读控制字为1010 0001B（A1H），写控制字为1010 0000B（A0H）。

（1）对AT24C02写操作

对AT24C02执行写操作分为字节写和页写两种方式。因为本次我们只用字节写，故此处只介绍字节写方式。

字节写就是一次写入一个字节数据。在字节写模式下，主器件发送起始命令和从器件地址信息给从器件；在从器件产生应答信号后，主器件发送要写入AT24C02的存储单元地址；主器件在收到从器件的另一个应答信号后，再发送数据到被寻址的存储单元；AT24C02再次应答并在主器件产生停止信号后开始内部数据的擦写，在内部擦写过程中不再应答主器件的任何请求。字节写时序如下图2-7所示。

SDA

S T A R T

W R I T E

SLAVE ADDRESS BYTE ADDRESS DATA

S

T O P

A C K

图2-7 字节写时序

A C K A C K

（2）对AT24C02执行读操作有三种不同的方式，分别是读当前地址内容、读指定地址中的内容、读连续地址中的内容。同样，由于需要我们只介绍第二种，即读指定地址中的内容。

12

东南大学成贤学院毕业设计报告

主器件首先通过发送起始信号、写控制字和要读取的字节数据的地址执行一个伪写操作。在AT24C02应答之后，主器件重新发送起始信号和读控制字，AT24C02输出主器件所要读取的一个8位字节数据，主器件发送非应答信号并产生一个停止信号。其操作时序如下图2-8所示。

SDA

S T A R T

W R I T E

S T A R SLAVE

T ADDRESS

R E A D

DATA n S

T O P

SLAVE ADDRESS

BYTE ADDRESS n

A A A

C C C

K K K

图2-8 读指定地址时序

N O A C K

2.4.3 I2C 接口介绍

IIC总线是Inter Integrated Circuit Bus的缩写，即“内部集成电路总线”。该总线是Philips公司推出的芯片中高性能的双向二线制串行传输总线，以SDA（数据线）和SCL（时钟线）两根线实现全双工同步数据传送，具有连线少、工作性能可靠等优点。目前Philips公司和其他集成电路制造商推出了很多基于IIC总线的外围器件，广泛应用于IC卡、音视频和家电等领域。

1、IIC总线规则

采用IIC总线进行数据通信，必须严格遵循以下基本时序进行操作。下面对这些时序进行介绍。 （1）启动时序

在初始状态时，SCL和SDA两根线都必须为高电平。当SCL为高电平时，如果SDA发生了从高到低的跳变，则把它作为起始信号。如下图2-9所示：

SDA SCL

起始条件

图2-9 启动/结束IIC总线时序

停止条件

（2）当SCL为高电平时，如果SDA发生了从低到高的跳变，则把它看作是停止信号。如上图5-4所示。除此之外，在发送数据的过程中当SCL 为高电平时，SDA应保持稳定。

（3）IIC总线数据传送时，每成功地传送一个字节数据后，接收器都必须产生一个ACK应答信号，应答的器件在第9个时钟周期时将SDA线拉低，表示其已收到一个8位数据（SDA=0时表示应答；SDA=1

13

东南大学成贤学院毕业设计报告

时为非应答） …… 此处隐藏：3673字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……