蓝桥杯51单片机-AT24C02模块（EEPROM）的应用
蓝桥杯51单片机-AT24C02模块（EEPROM）的应用
本文主要介绍了AT24C02 EEPROM模块在蓝桥杯51单片机中的应用。文章详细描述了AT24C02的引脚定义、存储组织、以及通过I2C总线进行读写操作的具体流程，并提供了相应的代码示例。此外，文章还分享了在实现特定功能（如数码管显示、按键控制等）过程中遇到的问题及解决方案。
基本功能：定义一个变量，范围在0-99， 在数码管上显示出来，S7是加1，S6是减1，将变量存储在EEPROM里，在平台断电后能回到上一次改变的值。
以上为我们需要用到的模块
我们先来了解一下EEPROM
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
引脚定义：
A0-A2是在I2C总线协议中识别AT24C02的器件地址，高4位是生产厂家规定器件地址为1010（不可更改），而A0-A2器件地址有三位，也就是说在I2C总线系统中，最多识别到8个AT24C02
串行时钟信号引脚
(SCL)：在 SCL 输入时钟信号的上升沿将数据送入 EEPROM 器件,并在时钟的下降沿将数据读出。
串行数据输入/输出引脚
(SDA)：SDA 引脚可实现双向串行数据传输。该引脚为开漏输出，可与其它多个开漏输出器件或开集电极器件线或连接。
写保护引脚
(WP)：具有用于硬件数据写保护功能的引脚。当该引脚接 GND 时,允许正常的读/写操作。当该引脚接 VCC 时,芯片启动写保护功能。WP写保护如果使能，那么我们在写入数据的时候就会进行某些特定操作。
存储组织：
AT24C02, 2K SERIAL EEPROM:
内部组织32页，每个8字节2K需要8位数据字地址用于随机字寻址也就是说有32页，每一页8Byte，每1Byte是8位，总共就是3288=2048Byte=2Kbit的存储空间
1K/2K指的是1K/2K的存储器的寄存器地址
编写代码：
【1】24C02功能概述
24C02是一个2K Bit的串行EEPROM存储器，内部含有256个字节。在24C02里面有一个8字节的页写缓冲器。该设备的工作电压为1.8V到6.0V，芯片的第7引脚WP为写保护引脚，将该引脚接地允许正常的读写。
【2】设备地址
24C02的设备地址包括固定部分和可编程部分。可编程部分需要根据硬件引脚A0、A1和A2来设置。设备地址的最后一位用于设置数据传输的方向，即读/写位。格式如下图：
在IIC总线协议中，设备地址是起始信号后第一个发送的字节。如果硬件地址引脚A0、A1、A2均接地，那么，24C02的设备的读操作地址为：0xA1；而写操作地址则为：0xA0。
【3】读写操作中的应答信号
在写操作中，24C02每接收一个8位字节后会产生一个应答信号。在读操作中，24C02在发送一个8位数据后会释放SDA线并监视应答信号。一旦收到应答信号，将继续发送数据。如果主机没有发送应答信号，从机则停止发送数据且等待一个停止信号。
【4】字节写操作
24C02接收完设备地址后，产生应答信号；然后接收8位内存字节地址，产生应答信号，接着接收一个8位数据，产生应答信号；最后主机发送停止信号，字节写操作结束。
【5】页写操作
24C02有一个8字节的页写缓冲器，也就是说可以一次连续写入8个字节到缓冲器，然后由缓冲器一次性写到EEPROM。页写操作初始化与字节写操作相同，只是主机不会在写完第一个数据后就发送停止信号，而是在24C02应答后，接着发送7个数据。
需要注意的是，24C02接收到每个数据后，其字节地址的低3位会自动加1，高位地址不变，维持在当前页内。当内部产生的字节地址到达该页边界时，随后的数据将写入该页的页首，先前的写入的数据将会被覆盖。
【6】当前地址读操作
24C02内部的地址寄存器会保存着上次读/写操作最后一个地址加1的值。只要芯片有电，该地址就一直保存着。如果上次读/写操作的地址为N，那么当前地址读操作就从N+1开始。当读到最后一个字节（即255处），地址会回转到0。
【7】字节读操作
主机首先发送起始信号，接着发送设备地址和它想要读取的数据内存字节地址，执行一个伪写操作。在24C02应答主机之后，主机重新发送起始信号和从设备地址，进行读操作。24C02响应并发送应答信号，然后输出所要求的一个8位字节数据。主机接收完这个8位数据后，产生一个“非应答”信号，最后发送停止条件，字节读操作结束。
【8】连续读操作
在24C02发送完一个8位字节数据之后，主机产生一个应答信号来响应，告知24C02要求读取更多的数据，直到读完最后一个数据，主机向24C02发送一个“非应答”信号，然后发送一个停止信号，结束此操作。
【9】基本读写操作流程
24C02的字节写操作，参考代码：
void Write_24C02(unsigned char addr, unsigned char dat)
{
IIC_Start(); //IIC总线起始信号
IIC_SendByte(0xa0); //24C02的写设备地址
IIC_WaitAck(); //等待从机应答
IIC_SendByte(addr); //内存字节字节
IIC_WaitAck(); //等待从机应答
IIC_SendByte(dat); //写入目标数据
IIC_WaitAck(); //等待从机应答
IIC_Stop(); //IIC总线停止信号
}
24C02的字节读操作，参考代码：
unsigned char Read_24C02(unsigned char addr)
{
unsigned char tmp;
//进行一个伪写操作
IIC_Start(); //IIC总线起始信号
IIC_SendByte(0xa0); //24C02写设备地址
IIC_WaitAck(); //等待从机应答
IIC_SendByte(addr); //内存自己地址
IIC_WaitAck(); //等待从机应答
//进行字节读操作
IIC_Start(); //IIC总线起始信号
IIC_SendByte(0xa1); //24C02读设备地址
IIC_WaitAck(); //等待从机应答
tmp = IIC_RecByte(); //读取目标数据
IIC_Ack(0); //产生非应答信号
IIC_Stop(); //IIC总线停止信号
return tmp;
}
实现基本功能我遇到的bug
1.数码管出现鬼影
解决方法
void ShowSMG_Bit(unsigned char dat, unsigned pos)
{
P0=0xff;//加入0xff消隐
InitHC138(6); //数码管的位置
P0 = 0x01 << pos;
InitHC138(7); //数码管的内容
P0 = dat;
}
2.一直按住按键数码管只能显示一位
解决方法
while(S7 == 0)Display_Dynamic();
3.无法关闭蜂鸣器和继电器
解决方法
void InitSystem()
{
InitHC138(5);
P0=0X00;
InitHC138(4);
P0=0XFF;
InitHC138(0);
}
4.没有分清EEPROM的读和写要用到的地方，上电才需要读，按下按键才需要写
5.加入iic.h头文件报错。。。重定义
解决方法：需要保持iic.c和main.c的头文件“re52.h”一样，不能一个“STC15F2K61S2.H”一个“reg51.h”
以下是实现基本功能的代码
#include "regx52.h"
#include "iic.h"
#define uchar unsigned char
sbit S7 = P3^0;
sbit S6 = P3^1;
sbit S5 = P3^2;
void Display_Dynamic(void);
void Read_Write(void);
void Write_24C02(unsigned char addr, unsigned char dat);
char num=10;
unsigned char code SMG_duanma[18]=
{0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,
0x80,0x90,0x88,0x80,0xc6,0xc0,0x86,0x8e,
0xbf,0x7f};
void InitHC138(unsigned char n)
{
switch(n)
{
case 4:
P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;
break;
case 5:
P2 = (P2 & 0x1f) | 0xa0;
break;
case 6:
P2 = (P2 & 0x1f) | 0xc0;
break;
case 7:
P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;
break;
case 0:
P2 = (P2 & 0x1f) | 0x00; //所有锁存器不选择
break;
}
}
void ShowSMG_Bit(unsigned char dat, unsigned pos)
{
P0=0xff;
InitHC138(6); //数码管的位置
P0 = 0x01 << pos;
InitHC138(7); //数码管的内容
P0 = dat;
}
void DelaySMG(unsigned char t)
{
while(t--);
}
void ScanKeys_Alone()
{
if(S7 == 0)
{
DelaySMG(100);
if(S7 == 0)
{
num+=10;
if(num>=90)num=90;
while(S7 == 0)Display_Dynamic();
}
}
if(S6 == 0)
{
DelaySMG(100);
if(S6 == 0)
{
num-=10;
if(num<=0)num=0;
while(S6 == 0)Display_Dynamic();
}
}
if(S5 == 0)
{
DelaySMG(100);
if(S5 == 0)
{
Write_24C02(0x01, num);
while(S5 == 0)Display_Dynamic();
}
}
}
void Display_Dynamic()
{
ShowSMG_Bit(SMG_duanma[num/10],0);
DelaySMG(500);
ShowSMG_Bit(SMG_duanma[num%10],1);
DelaySMG(500);
}
void Write_24C02(unsigned char addr, unsigned char dat)
{
IIC_Start(); //IIC总线起始信号
IIC_SendByte(0xa0); //24C02的写设备地址
IIC_WaitAck(); //等待从机应答
IIC_SendByte(addr); //内存字节字节
IIC_WaitAck(); //等待从机应答
IIC_SendByte(dat); //写入目标数据
IIC_WaitAck(); //等待从机应答
IIC_Stop(); //IIC总线停止信号
}
unsigned char Read_24C02(unsigned char addr)
{
unsigned char tmp;
//进行一个伪写操作
IIC_Start(); //IIC总线起始信号
IIC_SendByte(0xa0); //24C02写设备地址
IIC_WaitAck(); //等待从机应答
IIC_SendByte(addr); //内存自己地址
IIC_WaitAck(); //等待从机应答
//进行字节读操作
IIC_Start(); //IIC总线起始信号
IIC_SendByte(0xa1); //24C02读设备地址
IIC_WaitAck(); //等待从机应答
tmp = IIC_RecByte(); //读取目标数据
IIC_Ack(0); //产生非应答信号
IIC_Stop(); //IIC总线停止信号
return tmp;
}
void InitSystem()
{
InitHC138(5);
P0=0X00;
InitHC138(4);
P0=0XFF;
InitHC138(0);
}
void main()
{
num = Read_24C02(0x01);
InitSystem();
while(1)
{
Display_Dynamic();
ScanKeys_Alone();
}
}