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一、实物图
二、原理图
| 编号 | 名称 | 功能 |
| 1 | A0 | 地址输入。A2、A1和A0是器件地址输入引脚。
24C02/32/64使用A2、A1和AO输入引脚作为硬件地址，总线上可同时级联8个24C02/32/64器件。 24C04使用A2和A1输入引脚作为硬件地址，总线上可同时级联4个24CO4器件，A0为空脚，可接地。 24C08使用A2输入引脚作为硬件地址，总线上可同时级联2个24C08器件，AO和A1为空脚，可接地。 24C16未使用器件地址引脚，总线上最多只可连接一个16K器件，A2、A1和A0为空脚，可接地。 |
| 2 | A1 | |
| 3 | A2 | |
| 4 | GND | 电源地 |
| 5 | SDA | 串行地址和数据输入/输出。SDA是双向串行数据传输引脚，漏极开路，需要外接上拉电阻到VCC(典型值10k)。 |
| 6 | SCL | 串行时钟输入。SCL同步数据传输，上升沿数据写入，下降沿数据读出。 |
| 7 | WP | 写保护。WP引脚提供硬件数据保护。当WP接地时，允许数据正常读写操作;当WP接VCC时，写保护,只读。 |
| 8 | VCC | 电源正（1.8~5.5V） |
三、简介
AT24C02是美国Atmel公司的低功耗CMOS型E2PROM，内含256*8位存储空间;具有工作电压宽(1.8V~5.5V):擦写次数多(大于10000次):写入速度快(小于10ms)，抗干扰能力强，数据不易丢失，体积小等特点。并且它是采用I2C总线式进行数据读写的串行操作，只占用很少的资源和I/O线。
四、内部结构框图
五、寻址方式
AT24C02的存储容量为2K bit，内容分成32页，每页8Byte，共256Byte，操作时有两种寻址方式：芯片寻址和片内子地址寻址。
（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；该位为1，表示芯片进行读操作。
（2）片内子地址寻址：芯片寻址可对内部256Byte中的任意一个进行读/写操作，其寻址范围为00~FF，共256个寻址单位。
六、通信协议（I2C通信）
1、I2C总线介绍
<1>I2C总线（Inter IC bus）是由Philips公司开发的一种通用数据总线。
<2>两根通信线：SCL（Serial Clock串行时钟线）、SDA（Serial Data串行数据线）。
<3>同步、半双工，带数据应答。
*注：同步（因为它有单独的时钟线）、半双工（SDA只有一根线，并且还要来回通信）
<4>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。
2、I2C电路规范
<1>所有I2C设备的SCL连在一起，SDA连在一起
<2>设备的SCL和SDA均要配置成开漏输出模式（硬件IIC）
*开漏输出模式——断开时引脚成浮空状态（电路断开，电压不稳定）
<3>SCL和SDA各添加一个上拉电阻，阻值一般为4.7K~10K左右
<4>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
起始信号：SCL高电平期间，SDA从高电平切换到低电平
停止信号：SCL高电平期间，SDA从低电平切换到高电平
代码如下：
/****
*******I2C总线启动信号
*****/
void AT24C02_IIC_Start(void)
{
AT24C02_SDA = 1;
AT24C02_SCL = 1;
AT24C02_IIC_Delay(DELAY_TIME);
AT24C02_SDA = 0;
AT24C02_IIC_Delay(DELAY_TIME);
AT24C02_SCL = 0;
}
/****
*******I2C总线停止信号
*****/
void AT24C02_IIC_Stop(void)
{
AT24C02_SDA = 0;
AT24C02_SCL = 1;
AT24C02_IIC_Delay(DELAY_TIME);
AT24C02_SDA = 1;
AT24C02_IIC_Delay(DELAY_TIME);
}
发送应答：在接收完一个字节之后，主机在下一个时钟发送一位数据，数据0表示应答，数据1表示非应答。
接收应答：在发送完一个字节之后，主机在下一个时钟接收一位数据，判断从机是否应答，数据0表示应答，数据1表示非应答（主机在接收之前，需要释放SDA）。
代码如下：
/****
*******发送应答或非应答信号
*****/
void AT24C02_IIC_SendAck(bit ackbit)
{
AT24C02_SCL = 0;
AT24C02_SDA = ackbit;
AT24C02_IIC_Delay(DELAY_TIME);
AT24C02_SCL = 1;
AT24C02_IIC_Delay(DELAY_TIME);
AT24C02_SCL = 0;
AT24C02_SDA = 1;
AT24C02_IIC_Delay(DELAY_TIME);
}
/****
*******等待应答信号
*****/
bit AT24C02_IIC_WaitAck(void)
{
bit ackbit;
AT24C02_SDA = 1;
AT24C02_SCL = 1;
AT24C02_IIC_Delay(DELAY_TIME);
ackbit = AT24C02_SDA;
AT24C02_SCL = 0;
AT24C02_IIC_Delay(DELAY_TIME);
return ackbit;
}
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，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，即可发送一个字节。
代码如下：
/****
*******I2C总线发送一个字节数据
*****/
void AT24C02_IIC_SendByte(uchar byte)
{
uchar i;
AT24C02_SCL = 0;
for(i=0; i<8; i++)
{
if(byte & 0x80)
AT24C02_SDA = 1;
else
AT24C02_SDA = 0;
AT24C02_IIC_Delay(DELAY_TIME);
AT24C02_SCL = 1;
AT24C02_IIC_Delay(DELAY_TIME);
AT24C02_SCL = 0;
AT24C02_IIC_Delay(DELAY_TIME);
byte <<= 1;
}
AT24C02_IIC_WaitAck();
}
接收一个字节：SCL低电平期间，从机将数据位依次放到SDA总线上（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，即可接收一个字节（主机在接收之前，需要释放SDA）
代码如下：
/****
*******I2C总线接收一个字节数据
*****/
uchar AT24C02_IIC_RecByte(bit ackbit)
{
uchar i, dat;
AT24C02_SDA = 1;
for(i=0; i<8; i++)
{
AT24C02_SCL = 1;
AT24C02_IIC_Delay(DELAY_TIME);
dat <<= 1;
if(AT24C02_SDA)
dat |= 1;
AT24C02_SCL = 0;
AT24C02_IIC_Delay(DELAY_TIME);
}
AT24C02_IIC_SendAck(ackbit);
return dat;
}
4、AT24C02数据帧
AT24C02的固定地址为1010，本设计A2 A1 A0都接地，所以SLAVE ADDRESS+W为0xA0(1010 000 0),SLAVE ADDDRESS+R为0xA1(1010 000 1)
字节写：在“字地址”处写入“数据”
代码如下：
/****
*******向AT24C02的地址address中写入一个字节的数据
*****/
void At24c02_Write_Data(uchar address,uchar dat)
{
AT24C02_IIC_Start();
AT24C02_IIC_SendByte(AT24C02_SlaveAddress);
AT24C02_IIC_SendByte(address);
AT24C02_IIC_SendByte(dat);
AT24C02_IIC_Stop();
}
随机读：读出在“字地址”处的“数据”
代码如下：
/****
*******从AT24C02的地址address中读取一个字节的数据
*****/
uchar At24c02_Read_Data(uchar address)
{
uchar dat;
AT24C02_IIC_Start();
AT24C02_IIC_SendByte(AT24C02_SlaveAddress);
AT24C02_IIC_SendByte(address);
AT24C02_IIC_Start();
AT24C02_IIC_SendByte(AT24C02_SlaveAddress + 1);
dat = AT24C02_IIC_RecByte(AT24C02_ACK);
AT24C02_IIC_Stop();
return(dat);
}
七、流程设计
首先初始化引脚，然后判断是写数据还是读数据，如果是写数据，则首先启动I2C总线，然后发送器件写地址，等待应答，接下来发送数据地址，等待应答，再接下来写入数据，等待应答，最后关闭I2C总线。如果是读数据，则首先启动I2C总线，然后发送器件写地址，等待应答，接下来发送目标地址，等待应答，再次启动I2C总线，然后发送器件读地址，等待应答，接下来读取数据，发送应答，最后关闭I2C总线。
