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![禁止写入](/uploads/image/0846.jpg)
2023年3月31日发(作者:什么是百度指数)
所看过的对24系列I2C读写时序描述最准确最容易理解的资料,尤其是关于主从器件的应答描述和页写描
述,看完后明白了很多。关于页写的描述,网络上绝大部分范程都没提到页写时的数据地址必须是每页的
首地址才能准确写入,而且如果写入超过一页的数据会循环覆盖当前页的数据。
关于IIC总线
I2C总线:i2c总线是Philips公司首先推出的一种两线制串行传输总线。它由一根数据线(SDA)和
一根时钟线(SDL)组成。i2c总线的数据传输过程如图3所示,基本过程为:
1、主机发出开始信号。
2、主机接着送出1字节的从机地址信息,其中最低位为读写控制码(1为读、0为写),高7位为从机
器件地址代码。
3、从机发出认可信号。
4、主机开始发送信息,每发完一字节后,从机发出认可信号给主机。
5、主机发出停止信号。
I2C总线上各信号的具体说明:
开始信号:在时钟线(SCL)为高电平其间,数据线(SDA)由高变低,将产生一个开始信号。
停止信号:在时钟线(SCL)为高电平其间,数据线(SDA)由低变高,将产生一个停止信号。
应答信号:既认可信号,主机写从机时每写完一字节,如果正确从机将在下一个时钟周期将数据线
(SDA)拉低,以告诉主机操作有效。在主机读从机时正确读完一字节后,主机在下一个时钟周期同样也
要将数据线(SDA)拉低,发出认可信号,告诉从机所发数据已经收妥。(注:读从机时主机在最后1字节
数据接收完以后不发应答,直接发停止信号)。
注意:在I2C通信过程中,所有的数据改变都必须在时钟线SCL为低电平时改变,在时钟线SCL为高
电平时必须保持数据SDA信号的稳定,任何在时钟线为高电平时数据线上的电平改变都被认为是起始或停
止信号。
作为一种非易失性存储器(NVM),24系列EEPROM使用的很普遍,一般作为数据量不太大的数据存
储器。下面总结一下其应用的一些要点。从命名上看,24CXX中XX的单位是kbit,如24C08,其存储容
量为8kbit,即1kByte=1024Byte。
一、工作条件
1.工作电压(VCC)
24CXX:4.5V-5.5V
24CXX-W:2.5V-5.5V
24CXX-R:1.8V-5.5V
2.输入电平定义(VIH,VIL)
VIH:0.7VCC-VCC+1
VIL:-0.45V-0.3VCC
二、硬件连接
1.上拉电阻RP的取值
由于I2C总线电容要满足小于400pf的条件。从以下波形可以看出,上拉电阻越大,总线的电容越小,
可以实现的数据传输率就越大,可达400khz。
[点击图片可在新窗口打开]
2.写保护脚
芯片写保护脚是高电平有效,即WP接高电平时禁止写入
3.地址脚
24C01/24C02三个地址脚(E0,E1,E2)都有效,24C04只有E2,E1有效,24C08只有E2有效,24C16
三个地址脚都无效,如下图所示,所谓地址脚无效是指不需要接入电路中(NC,notconnected),其对应的
地址位要用来表示要操作的字节的高位地址。
[点击图片可在新窗口打开]
24C32/24C64三个地址脚都有效;
24C128/24C256/24C512的地址脚E1和E0有效,其余为NC;
24C1024的地址脚E1有效,其余为NC。
三、寻址方式
1.器件地址
当总线上连接多个I2C器件时,需要对器件进行寻址。器件地址如下表所示,其中E2,E1,E0是指三
个引脚的状态,取决于是接地还是接高电平,R/W为1则为读操作,为0则为写操作。A8,A9,A10,A16指
的是所要操作的字节地址的高位,后面会提到。
芯片bit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0
24C01/02/211010E2E1E0R/W
24C041010E2E1A8R/W
24C081010E2A9A8R/W
24C161010A10A9A8R/W
24C32/641010E2E1E0R/W
24C128/256/51210100E1E0R/W
24C102410100E1A16R/W
2.字节地址
在对芯片内的某一字节或一连续地址进行读写操作时,需要制定其地址或首字节的地址,不同芯片地
址有不同的表示方式,如下表所示,其中有些芯片的地址位的高位存储在器件地址中。
芯片地址位数地址范围
24C01bit7-bit00x00-0x7F
24C02bit7-bit00x00-0xFF
24C04A8,bit7-bit00x00-0x1FF
24C08A9,A8,bit7-bit00x00-0x3FF
24C16A10,A9,A8,bit7-bit00x00-0x7FF
24C32bit15-bit8,bit7-bit00x00-0xFFF
24C64bit15-bit8,bit7-bit00x00-0x1FFF
24C128bit7-bit00x00-0x3FFF
24C256bit7-bit00x00-0x7FFF
24C512bit7-bit00x00-0xFFFF
24C1024A16,bit15-bit8,bit7-bit00x00-0x1FFFF
四、读写时序
EEPROM一般在电路中做从器件,以下的发送和接收都是针对主器件说明的,开始和结束条件也是
由主器件发出。
1、单字节写操作
START->发送器件地址->ack->发送字节地址->ack->发送数据->ack
->STOP
2、按“页”写操作,“页”是指高位地址一样一组数据,对于24C01/02/04/08/16,一页数据为16字节,
一页指高四位地址一样的一组数据。对于24C32/24C64,一页数据为32字节,一页指高11位地址一样的
一组数据。
START->发送器件地址->ack->发送页首地址->ack->发送数据->ack.........->发送数据
->ack->STOP
3、随机单字节读操作
START->发送器件地址(写)->ack->发送字节地址->ack->START->发送器件地址(读)->ack
->接收数据->noack->STOP
4、当前单字节读操作,“当前”指的是前面进行过读操作,但是没有STOP,芯片内部“指针”指的
字节即为“当前”字节。
START->发送器件地址(读)->ack->接收数据->noack->STOP
5、随机连续字节读操作
START->发送器件地址(写)->ack->发送字节首地址->ack->START->发送器件地址(读)
->ack->接收数据->ack->接收数据->ack.........接收数据(最后字节)
->noack->STOP
6、当前连续字节读操作
START->发送器件地址(读)->ack->接收数据->ack->接收数据
->ack...............接收数据(最后字节)->noack->STOP
关于页写的道理。
AT24Cxx系列的EEPROM为了提高写效率,提供了页写功能,内部有个一页大小的写缓冲RAM,
地址范围当然就是从00到一页大小,发生写操作时,开始送入的地址对应的页被选中,并将其内容映像到
缓冲RAM,数据从低端地址对应的缓冲RAM地址开始修改,超过这个地址范围就回到00,写完后,就会
把开始确定的EEPROM页擦除,再把一整页RAM数据写入。所有写数据都发生在开始写地址时确定的页
上。
如页容量为128,一页都是从00开始按128字节分成一个个的页,0页就是0~7F,1页就是80~FF,
类推,边界就是128字节的整数倍地址。页RAM的地址范围为7位00~7F,写入时高端地址就是页号。
发生写操作,开始送入的地址对应的页被锁存,后续不论写多少,都在这个页中,只是一个页内的地址进
行加一,超过就归零开始。从F0开始写32个字节,那么开始送入的地址为F0,就会锁定在1号页(第2
个页)上,底端7位页内部地址开始从70H开始写,到达7F时回到00再到10H,也就是写在了F0~FF,
80~8F。也就是,从01开始写也只能到7F,再往80写就跑到00上去了,这就是写操作的翻卷,datasheet
上都有说明。就是从边界前写两个字节也要分两次写。页是绝对的,按整页大小排列,不是从开始写入的
地址开始算。
读没有页的问题,可以从任意地址开始读取任意大小数据,只是超过整个存储器容量时地址才回卷。
但一次性访问的数据长度也不要太大。所以分页的存储器要做好存储器管理,尽量同时读写的数据放在一
个页上。
关于页写的道理。
AT24Cxx系列的EEPROM为了提高写效率,提供了页写功能,内部有个一页大小的写缓冲RAM,
地址范围当然就是从00到一页大小,发生写操作时,开始送入的地址对应的页被选中,并将其内容映像到
缓冲RAM,数据从低端地址对应的缓冲RAM地址开始修改,超过这个地址范围就回到00,写完后,就会
把开始确定的EEPROM页擦除,再把一整页RAM数据写入。所有写数据都发生在开始写地址时确定的页
上。
如页容量为128,一页都是从00开始按128字节分成一个个的页,0页就是0~7F,1页就是80~FF,
类推,边界就是128字节的整数倍地址。页RAM的地址范围为7位00~7F,写入时高端地址就是页号。
发生写操作,开始送入的地址对应的页被锁存,后续不论写多少,都在这个页中,只是一个页内的地址进
行加一,超过就归零开始。从F0开始写32个字节,那么开始送入的地址为F0,就会锁定在1号页(第2
个页)上,底端7位页内部地址开始从70H开始写,到达7F时回到00再到10H,也就是写在了F0~FF,
80~8F。也就是,从01开始写也只能到7F,再往80写就跑到00上去了,这就是写操作的翻卷,datasheet
上都有说明。就是从边界前写两个字节也要分两次写。页是绝对的,按整页大小排列,不是从开始写入的
地址开始算。
读没有页的问题,可以从任意地址开始读取任意大小数据,只是超过整个存储器容量时地址才回卷。
但一次性访问的数据长度也不要太大。所以分页的存储器要做好存储器管理,尽量同时读写的数据放在一
个页上。
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