小白菜的EEPROM学习之路

Gegu

                                                                                                      小白菜的EEPROM学习之路
% `8 Q* a/ Y, b& O  \) |8 ?2 m8 a                                                                                                       AT24Cxx全系列驱动编写
) }8 s9 B. Z5 u上回书说到了标准IIC的编写，函数参数是指针和字节数，并非是以IIC地址和寄存器地址作参数，何故？小白菜考虑着，要想真正的适应大部分IIC器件的IIC操作而不必写两个功能相同的函数，用指针和字节数作参数是最好的选择。大虾们可能觉得这是为了统一而统一，这点必须承认。在参数传递效率上，确实比直接传递数据要低，但是小白菜接触到的IIC器件，没有一个是需要时时写入的（这里的时时是指MCU空闲下来就读取或写入IIC器件数据）。用的最多的是EEPROM、还有xxx7290（键盘数码管扫描芯片）、铁电存储器，测温芯片。这些器件没有一个是需要实时操作的，也就是说小白菜接触的IIC器件对实时性要求不高。于是，小白菜可以忽略参数传递效率的问题。当然“为了统一而统一”这个目的是去不掉的。
一：为了那“可爱”的目的。
1 [4 l$ p9 _: X/ h" U) D还是2011年，小白菜空闲时，觉得以前用的AT24Cxx系列EEPROM的驱动不能相互兼容，你用24C02和用24C64，就得换驱动，从工程中去掉原来，然后添加上新的，相当的麻烦。于是小白菜便想，都是同一系列的产器，为什么不能用同一个驱动？
于是，小白菜得到了他的目的：
1编写一个能适应AT24Cxx全系列的驱动函数，对外只有两个函数，写EEPROM函数和读EEPROM函数；
2移植时（包括更换不同容量的芯片）只需要改变很少的宏定义选项就能完成。
二：发现共性（操作过程的比较与抽象）
% V' s$ D9 |+ B+ O. X1为了实现这两个目的，小白菜开始看手册，并写记录下AT24Cxx系列EEPROM的一些参数，见表1和表2。
表1：AT24Cxx比较
型号
" @0 Z5 O4 ?$ d* V' }) K2 q% y# R1 v容量（字节）
. N3 Z5 ]* o) s最大级联数
页字节数
9 O5 k5 z( p2 G8 `0 X& ?地址字节数
写入时间
AT24C01
128 = 0x0080
9 d/ C) Y1 l4 k8 N! o8
8
2
  
5ms
" N0 V& w& @! S  v- X  
（最大）
AT24C02
+ @5 B, ]9 O8 S256 = 0x0100
* H) I2 I9 f% T8 d8
2 @7 H5 {" E1 n* N8
9 [  Y6 i( O# R4 A2 c2
AT24C04
512 = 0x0200
4
; J$ l( K7 T2 w" O+ t16
. S( g& T$ k  j& c! R' t2
AT24C08
1024 = 0x0400
2
16
2
AT24C16
# B' S5 e) d7 F( Q+ y& a2 c- |3 T2048 = 0x0800
9 n6 j  J) n( y: L: ?% _1
16
9 U1 F/ j7 d, p6 w6 T5 A& O2
* W& _$ s* N0 [AT24C32
8 F1 Z( [& Q1 S( R5 r4096 = 0x1000
8
& A3 d7 m- x, _- C3 P! T" }32
2 o; L3 [" |( ?3
AT24C64
8192 = 0x2000
8
32
3
3 z) Y6 }2 C! f" {AT24C128
4 ?$ o( O& R9 I8 l% E16384 = 0x4000
: z3 L; L8 \+ f+ P  O/ a+ F7 D8
64
! O: ]' n  {4 g* k  t: I9 M0 W3
AT24C256
32768 = 0x8000
# e3 B4 F& \% Q8
64
3
2 o5 ?* t8 r+ q/ x表2：AT24Cxx的IIC操作地址比较（二进制）
  
  X! v; n/ C% c  q" d+ ZA2、A1、A0指的是芯片引脚，a14—a0指的是字节地址
, `: P7 s- X; P型号
第1个字节
  
MSB----LSB
" C9 p$ ^* E2 Y' ~$ g/ e3 @第2个字节
5 T+ [5 A2 f, T! O3 R; o% T  
  Q( p0 ^/ D, `4 nMSB----LSB
- O; G. U4 B- q- H: o1 H第3字节
  J  y0 F+ W/ B# V; u+ E  
% E/ W( ^/ z8 O+ pMSB----LSB
3 b3 P0 C0 U6 t9 m( sAT24C01
1     0     1    0
$ C, a' O- n9 G6 J; h  
' e; \* V# U$ w  @( NA2   A1   A0    R/W
, l- ~! V/ v" D- g: t! ?& I4 m4 U0   a6   a5   a4
  
a3  a2   a1   a0
, N9 J0 ]$ E$ f  u, h% M, [  T不发送
3 u- q; Z! i3 X$ M7 s( N) NAT24C02
1     0     1    0
+ B3 l4 d0 ]6 k  
! U: T( p5 R1 h% qA2   A1   A0    R/W
a7  a6   a5   a4
  
7 s8 a( X/ }: i5 a1 [5 Ka3  a2   a1   a0
不发送
AT24C04
1     0     1    0
9 ~6 S# J( b5 q( \  
A2   A1   a8   R/W
a7  a6   a5   a4
  u* D9 J- ]7 D0 Y  
! D3 c& G+ B5 `4 g% k3 |a3  a2   a1   a0
! P) U. X; @% ^* U不发送
, \- y4 w7 d& h8 d) \  lAT24C08
1     0     1    0
  
A2   a9    a8    R/W
a7  a6   a5   a4
- N. y# ?" C2 X# t  
a3  a2   a1   a0
不发送
3 ~5 I; ~4 `$ [# L# NAT24C16
# [+ Y+ A& J2 z) i. ~( F1 l9 P1     0     1    0
5 r  C1 X8 e) |, d  
a10  a9    a8    R/W
a7  a6   a5   a4
/ s4 \9 a: o% y* q2 Z5 M, e  
a3  a2   a1   a0
7 k& `6 F4 u, t不发送
AT24C32
6 \$ J* `! M, [' A) }1     0     1    0
  
A2   A1   A0    R/W
0    0    0    0
  
a11  a10   a9   a8
4 P( O  O, Y: R0 aa7  a6   a5   a4
( ^* y; @7 [0 e" B- G# R  
a3  a2   a1   a0
AT24C64
" `$ J( G" P% v9 s1     0     1    0
  
( c$ I) y) c' a! _1 }A2   A1   A0    R/W
0    0     0     a12
& m7 H; L0 P# v" g: Z$ J' {  
a11  a10   a9   a8
a7  a6   a5   a4
9 p5 m( J- S4 Y' Y  
" u$ O8 L" [: t. o- c& x# p8 M" @3 D1 R( Na3  a2   a1   a0
AT24C128
0 }/ q1 c$ [) j" E1     0     1    0
+ l2 E5 b' u/ W  
5 Z6 z) s9 o& F, NA2   A1   A0    R/W
0    0    a13    a12
- I# [: L, a; v+ T0 e$ I& C  
# F! m6 z* ~$ a" n: ua11  a10   a9   a8
a7  a6   a5   a4
( o4 `# H# l- h- T1 N# U4 G  
4 {& C5 Q7 C. ~' Oa3  a2   a1   a0
AT24C256
) l+ y# f7 `. Q- ~3 U  e# r( @1     0     1    0
  
4 b' y' w& r) V+ g* pA2   A1   A0    R/W
0    a14   a13   a12
  
a11  a10   a9   a8
a7  a6   a5   a4
  
a3  a2   a1   a0
由表1和表2，小白菜开始想，不同容量的需要进行地址处理和页处理。小白菜还设想，在应用中，不大可能不同容量的EEPROM一起使用；有可能访问的数量大于芯片容量，所以要有溢出检测……小白菜想了很多，并整理了一个大体的思路。
2 T9 s+ {4 ?4 c+ X/ F1 I读写函数 → 先要进行参数检查 → 进行溢出检测 → 地址处理 → 读写数据（ →  写数据时写入等待） → 返回操作状态。
- C- O! j( c% {: k  y+ ?- z8 v三 代码编写
小白菜用上面的流程，开始了代码的编写。写代码时，地址处理部分需要使用条件编译来实现不同芯片的操作；写入等待函数需要有超时机制……写啊写，写啊写，小白菜终于写出来了。列位看官，请继续向下看。
四 使用说明
4.1 移植修改  移植修改在H文件中的“移植修改”部分。这里有5处需要修改。
! L5 O. _( ]2 ]2 z2 b//----------------------------------------------------------------------------//
! x. U( R  g( h( G// 编号：1
. o! r; J! W. ?7 J// 名称：
+ V: T) f; ?1 E& u// 功能：单片机寄存器头文件，例如reg51.h
. D; b) h" }" U( f. b4 O+ H/ Y, B//----------------------------------------------------------------------------//
#include "ATT703x.H"
4.1.1  请您把使用的单片机的头文件包含进来。大虾们用过MCU 多了，知道不同的MCU，其寄存器定义是不一样滴，不是所有的51 单片机都用Reg51.H 或Reg52.H 头文件。
  c- h6 Y" h- L+ w3 b//--------------------------------------------------------------------------//
// 编号 ：2
// 名称 ：AT24Cxx
2 D% I9 ~& ^; d% s6 n  s+ e" V// 功能 ：选择您所使用的EEPROM芯片型号。只能启用一条宏。
//      ：不支持一条总线上挂不同的EEPROM，支持同类型的多个EEPROM挂在总线上。
//--------------------------------------------------------------------------//
//  #defineAT24C01         // 使用AT24C01，则启用本句并屏蔽其它语句。
//  #defineAT24C02         // 使用AT24C02，则启用本句并屏蔽其它语句。
    #defineAT24C04         // 使用AT24C04，则启用本句并屏蔽其它语句。
% O/ J9 q( F! h0 x8 l4 X# i+ w//  #defineAT24C08         // 使用AT24C08，则启用本句并屏蔽其它语句。
' h+ N+ ^2 g4 C7 S: ]  T//  #defineAT24C16         // 使用AT24C16，则启用本句并屏蔽其它语句。
! ]4 x$ w* @/ A8 R( V//  #defineAT24C32         // 使用AT24C32，则启用本句并屏蔽其它语句。
//  #defineAT24C64         // 使用AT24C64，则启用本句并屏蔽其它语句。
' a! D7 G9 s1 t6 {, C+ i8 V//  #defineAT24C128        //使用AT24C128，则启用本句并屏蔽其它语句。
//  #defineAT24C256        //使用AT24C256，则启用本句并屏蔽其它语句。
" \( m8 o' z/ l4 Z2 A% c" P; X4 H4.1.2 这里启用您所用的芯片。不支持不同容量的芯片挂接在同一总线上。
//--------------------------------------------------------------------------//
3 ~3 p* U" r4 V1 R: K// 编号 ：3
, m0 e4 f! j7 U: C// 名称 ：AT24CXX_WP_ENABLE
% D/ y5 R; L* u# c, E. X0 q# H// 功能 ：启用AT24Cxx的写保护功能。为1时启用写保护。为0时不使用写保护。
# v4 q' D; I  ?, d2 w//      ：当WP引脚接地时，请禁用写保护功能。否则会浪费系统资源。
4 [$ E: \$ ?9 k- C//--------------------------------------------------------------------------//
#define  AT24CXX_WP_ENABLE   (0)
//--------------------------------------------------------------------------//
, B7 A" B! k7 E// 编号 ：4
$ ~* d  {0 h3 ?  G+ l// 名称 ：AT24Cxx_WP
// 功能 ：写保护引脚所用的口线。启用写保护时，才需要设置本参数
) g8 i& |# J- u3 P//--------------------------------------------------------------------------//
#if (1 == AT24CXX_WP_ENABLE)
1 ?1 _9 F% p$ ~' h; ~4 ~    sbit   AT24Cxx_WP = P1^2;
#endif
4.1.3 这里是关于WP的操作，您可能并不使用写保护并把WP接地。如果AT24CXX_WP_ENABLE为0，即不使用写保护时，写入允许和禁止函数不编译。如果您为了减少改动，也可以把这两个函数体进行条件编译，而只留下一个“空函数”。
//--------------------------------------------------------------------------//
7 v  K# W9 k3 R5 D// 编号 ：5
// 名称 ：AT24Cxx_Delay_1ms()
// 功能 ：精确的1毫秒延时函数。这里请使用您系统中的微秒延时函数。
+ e( l( b6 u* K5 v1 G5 u//      ：例如，您的延时函数是Delay_1us()，那么您可以使用下句
//      ：#defineMK_Delay_1us()  Delay_1us()
//      ：来实现延时。
$ C, [- @- v$ f7 V( S  W) {, i$ p9 \//--------------------------------------------------------------------------//
#include "Delay.H"      // 您系统所用延时函数声明所在的头文件。
#define AT24Cxx_Delay_1ms()   Delay_MS(1)
4.1.4 这里的软件1ms延时函数用于写入等待。延时必须在1ms左右。
4.2 函数说明  
4.2.1 从AT24Cxx中读取数据函数
//----------------------------------------------------------------------------//
//                    从AT24Cxx中读取多字节数据函数（对外接口）
; U! ^  I* q& Y//函数名称：AT24Cxx_Read_Str
//函数功能：从Addr指定的地址开始读取AT24Cxx，一共读取Num个字节，数据读出后存
//         放在PDat数组中。
//入口参数：
//         A2A1A0：对应芯片A2 A1 A0引脚，低3位有效（高位被忽略）.
//         Addr：对24Cxx进行读操作的起始地址。
//        *PDat：数据读取后存放的首地址
7 x2 \7 M, K' |# z//         Num ：要读取的字节数
7 \  D9 G, |+ w- Y/ Y8 g//出口参数：0 = 成功，1 = 失败。
//重要说明：1.读取的第一个字节放在PDat[0]中，第二个放在PDat[1]中，以此类推。
" O- E! B2 G( }9 {) d//       ：2.若EEPROM剩余空间不足，函数报错。
1 _+ ^3 I0 H$ h0 o9 L6 a0 H//----------------------------------------------------------------------------//
% R( j# s. k/ ^% ^, {9 A7 H( wextern uint8 AT24Cxx_Read_Str(uint8 A2A1A0, uint16 Addr, uint8*PDat, uint16 Num)
第一个参数A2A1A0的低三位分别对应A2、A1、A0，并且不能对该参数进行检查，所以一定要设置正确。
应用示例：
& ^: o8 v8 @$ m2 n* K% _8 p    芯片的A2、A1、A0接地，并且从0x10地址开始读取，读取的字节数50，数据读取后存放在unsigned char Buf[100]数组中。
& w& G; H0 M2 O( E/ ^解析：由于A2、A1、A0接地，所以第一个参数为0，函数调用是
AT24Cxx_Read_Str(0, 0x10,  Buf,  50)
Buf中存放的EEPROM中(0x10 + i)单元的内容，
4.2.2 向AT24Cxx中写入数据函数
/ O% V2 a" o4 O: O3 F0 ?//-------------------------------------------------------------------------------//
' d* S$ R2 i: W4 y  O& O. }//                    向AT24Cxx写入多字节数据函数（对外接口）
//函数名称：AT24Cxx_Write_Str
//函数功能：向AT24Cxx中写入多字节。写入的起始地址由Addr确定，数据存放的首
" |8 c' f' z/ q5 C8 H  U//         地址在PDat中存放，写入的字节数是Num（16位无符号数）。
//入口参数：
//         A2A1A0：对应芯片A2 A1 A0引脚，低3位有效（高位被忽略）.
//         Addr：对24Cxx进行写操作的起始地址。
+ W: ?: m' C% f" r: ^//        *PDat：发送的数据存放的首地址
//         Num ：发送的字节数
//出口参数：0 = 成功，1 = 失败。
//重要说明：1.先发送PDat[0]，再发送PDat[1],以此类推。
6 a9 r( z! F+ D  k- i3 q//       ：2.若EEPROM剩余空间不足，函数报错。
//       ：3.若启用了写保护功能，必须先使写保护失效，否则无法进行写入。
! k4 i7 F' y% }# g+ L//-------------------------------------------------------------------------------//
extern uint8 AT24Cxx_Write_Str(uint8 A2A1A0, uint16 Addr, uint8*PDat, uint16 Num)
. \2 w  J) l; q* Z第一个参数A2A1A0的说明见4.2.1。
) F9 x4 s. t" l9 L若启用了写保护功能，在调用本函数必须调用写入允许函数，否则函数写入出错。
. I1 m  Q# e6 i, S/ ?3 [) H9 G应用示例：
    芯片的A2、A1、A0接地，并且从0x10地址开始写入，写入的字节数50，写入数据存放在unsigned char Buf[100]数组中。Buf写入EEPROM中(0x10 + i)单元。
解析：A2、A1、A0接地，所以第一个参数为0，函数调用是
2 \% f6 Z7 P/ dAT24Cxx_ Write _Str(0, 0x10,  Buf,  50)
4.2.3  AT24Cxx定义允许禁止函数
+ _% t+ S. R& y0 uextern voidAT24Cxx_Write_Enable(void);     // 允许写入。
extern voidAT24Cxx_Write_Disable(void);    // 禁止写入。
  L; l0 q# z" C" J这两个函数是写入允许和禁止函数，实际是操作WP引脚。您也可以改为宏定义，这里小白菜就不弄啦。这两个函数受AT24CXX_WP_ENABLE的控制。AT24CXX_WP_ENABLE为1时，即打开写保护，当写入时，必须先调用AT24Cxx_Write_Enable()函数，以使能写入。
! w0 _$ \) }* ^2 i这对函数应成对的调用哦（就像进入和退出临界区函数一样），要不然写保护有没有意义了。
- T& C! Y  {- _8 ?: l五 最后的有用的话
' `1 v' H' q6 R& y4 H; ^这套驱动，小白菜只测试过AT24C64和AT24C04，其他并没有测试过。所以要慎用哦。欢迎各位童鞋进行拍砖！要是有Bug，小白菜也非常希望大家能给小白菜说一声哦～
7 ^9 ?7 k! F/ |

xuzwg

路过，楼主辛苦了！

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