小白菜的EEPROM学习之路

Gegu

                                                                                                      小白菜的EEPROM学习之路
                                                                                                       AT24Cxx全系列驱动编写
& r8 B9 W. V% o/ R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。
$ p7 b; g' r; ~2 M4 A+ X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。
: }; x, \7 e9 \$ v* k二：发现共性（操作过程的比较与抽象）
1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
+ ?  K4 w2 b$ g( S, D! [容量（字节）
最大级联数
2 j" L" i" n  s/ I* n1 [# x页字节数
地址字节数
/ w* C8 |1 K% s3 e3 \$ z写入时间
AT24C01
128 = 0x0080
8
8
2
  
3 \: H2 p0 t) n6 B/ I" T0 S5ms
/ b/ w8 Y& @# }9 R  
（最大）
; X+ J/ s0 d* N) t1 h% RAT24C02
256 = 0x0100
9 G' ^" {' l6 a9 e+ @1 p8
8
7 ~7 w- {7 N8 J7 ^* p2
AT24C04
5 ], g' R+ A. X5 q1 \512 = 0x0200
4
16
3 `7 N0 L: y" s% y9 Q4 g$ e2
AT24C08
2 A5 U5 E8 Q" O9 ^+ I' v7 O1024 = 0x0400
! v9 ?8 T5 g, |2
1 g) w1 v5 u6 x; Q0 C8 \/ o. ^9 B% N16
2
" H  ?) l! L/ lAT24C16
2048 = 0x0800
1
16
2
/ \6 M4 q3 f2 E( Z+ YAT24C32
4096 = 0x1000
8
7 I$ R. q% |2 {! o; w32
3
9 g: g, i- b6 }0 p4 o: G) TAT24C64
' s! H  b0 S  q! O5 |8192 = 0x2000
8
0 F8 M4 R' D4 w, i/ r& V1 t32
3
! w7 x0 F. [5 C" X$ i$ eAT24C128
16384 = 0x4000
1 O/ A  [6 p( ~# E" h8
64
3
AT24C256
  T  u' ]# [+ \& |# W3 k32768 = 0x8000
8
/ W7 p5 y' _8 W6 h8 b! ?. Y64
: }9 E8 d* d2 ^3 \; [5 C3
表2：AT24Cxx的IIC操作地址比较（二进制）
/ |1 r* o: R6 g- @0 @; c& c1 m  
A2、A1、A0指的是芯片引脚，a14—a0指的是字节地址
型号
9 j7 x. B7 L  r& C( ?3 x第1个字节
% J  {) K) Q* S& {" O  
2 A. j* s- r0 u8 {- UMSB----LSB
第2个字节
3 @9 t* S- X8 B) [- d1 Z  
MSB----LSB
) K1 a! q4 U5 B- z' K/ k9 s第3字节
+ a% r0 c" R+ }/ _- s( I  
MSB----LSB
$ K) ]. g( ]/ q5 oAT24C01
1     0     1    0
  O# j& J* N1 B3 c9 u  
A2   A1   A0    R/W
0   a6   a5   a4
  
$ M! [7 K$ H# qa3  a2   a1   a0
5 L: S* c" b4 V/ n1 Y( o( v9 G不发送
" b2 l, U7 H! V! l4 S4 o' w. UAT24C02
5 R3 T" H% ]0 I. d& C6 k1     0     1    0
0 j5 b6 I+ K" n# a* @- _  
* W* o+ N5 K+ L8 J/ |6 H- hA2   A1   A0    R/W
a7  a6   a5   a4
  
a3  a2   a1   a0
不发送
% U! E* Z7 Z3 s$ Q. c! S/ mAT24C04
1     0     1    0
  
A2   A1   a8   R/W
a7  a6   a5   a4
2 j; c* h- _5 L' q! h  
1 i: ~3 o) _6 E, z' S) Ua3  a2   a1   a0
不发送
. S7 ]8 v, X% s" c+ P6 i% BAT24C08
: e# S# M1 U) r$ O0 W1     0     1    0
  
2 D+ h$ q- _: M. G2 VA2   a9    a8    R/W
5 ~$ X# i$ {! Q- c6 ^& ba7  a6   a5   a4
  
a3  a2   a1   a0
不发送
AT24C16
1     0     1    0
: t2 x# p6 L& K. T; @5 S4 o% k; N3 R  
4 I* l& R# L5 W# g  X/ y0 k; ~a10  a9    a8    R/W
3 V; i* [! N% Xa7  a6   a5   a4
: k+ w) _/ f. v* w  
+ B. J5 D( R% ua3  a2   a1   a0
不发送
" }1 \, b- @9 B) f7 c. Z& jAT24C32
+ q: O6 e4 ]- v! Y! B1     0     1    0
& V5 k$ w2 N% L0 q4 I6 w+ O4 C9 k  
A2   A1   A0    R/W
0    0    0    0
) Q% F0 l! r) i  n; b; x  
a11  a10   a9   a8
. o4 D* @5 g  {( z4 K( _$ ta7  a6   a5   a4
8 r. V) _: O9 }3 A+ ]& v  
a3  a2   a1   a0
AT24C64
1     0     1    0
$ O# d% C' m$ k; [" H8 p  
A2   A1   A0    R/W
3 d+ T. B& C# i; |! |0    0     0     a12
  
a11  a10   a9   a8
a7  a6   a5   a4
9 {1 ?7 Q; w/ Z+ ~4 n  
6 A1 L6 V: ~  k: I0 l9 ea3  a2   a1   a0
AT24C128
1     0     1    0
  
9 N5 f) }+ E4 |. E% w( FA2   A1   A0    R/W
0    0    a13    a12
  
: B7 ^$ M0 j" r& ka11  a10   a9   a8
a7  a6   a5   a4
8 T: m& ^, [, P# q4 G  
' N# L. j9 H3 T5 y9 h. y6 E% \a3  a2   a1   a0
$ ?% i9 ~1 v0 }$ IAT24C256
1     0     1    0
  
A2   A1   A0    R/W
  U3 n( g# J% ^' b: \( L0    a14   a13   a12
  
/ H" e" V: A, Z# h0 U! Va11  a10   a9   a8
1 b9 G; \3 O! ^1 M# O& D( da7  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 ?$ u. c9 i' K5 z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。
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。
" E! e  u" G  X5 `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。
. E( h6 G' ]! x  _/ A! r//----------------------------------------------------------------------------//
// 编号：1
// 名称：
0 j6 k" D4 {7 L: R$ P// 功能：单片机寄存器头文件，例如reg51.h
//----------------------------------------------------------------------------//
* X5 R- O% w- T. R" [. x, t#include "ATT703x.H"
8 ^0 T# u7 m1 Z$ [! f4.1.1  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。
& X; d! I2 T* o9 U: j3 _3 T7 u3 R//--------------------------------------------------------------------------//
// 编号 ：2
// 名称 ：AT24Cxx
// 功能 ：选择您所使用的EEPROM芯片型号。只能启用一条宏。
! @  d5 C  |6 M; c( B0 R9 a//      ：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。
" N0 _. e/ c- n1 @//--------------------------------------------------------------------------//
3 O2 _0 E) o8 R//  #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。
# v# q2 b7 h8 {! x4 u    #defineAT24C04         // 使用AT24C04，则启用本句并屏蔽其它语句。
//  #defineAT24C08         // 使用AT24C08，则启用本句并屏蔽其它语句。
. @% c5 b0 B3 W1 [. i//  #defineAT24C16         // 使用AT24C16，则启用本句并屏蔽其它语句。
//  #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。
; g$ p" q, k# N2 I& \- b* R1 Y9 I1 V//  #defineAT24C128        //使用AT24C128，则启用本句并屏蔽其它语句。
. O* T+ G( |- q//  #defineAT24C256        //使用AT24C256，则启用本句并屏蔽其它语句。
+ m7 i- C; R- [8 Q4 I4.1.2 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。
//--------------------------------------------------------------------------//
* L1 p5 F, G2 P, S. m  S// 编号 ：3
: R6 [  l+ y3 E// 名称 ：AT24CXX_WP_ENABLE
// 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。
//      ：当WP引脚接地时，请禁用写保护功能。否则会浪费系统资源。
//--------------------------------------------------------------------------//
#define  AT24CXX_WP_ENABLE   (0)
//--------------------------------------------------------------------------//
// 编号 ：4
% w1 Q0 T% _) r8 T7 B% @+ i" S// 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
//--------------------------------------------------------------------------//
) r4 e+ C/ y1 v1 T' G#if (1 == AT24CXX_WP_ENABLE)
    sbit   AT24Cxx_WP = P1^2;
& X# M/ y) @  w. |) Y#endif
5 ~$ z0 C! k1 Q& h4.1.3 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”。
/ [( E+ W9 ^; @  Y//--------------------------------------------------------------------------//
// 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。
//      ：例如，您的延时函数是Delay_1us()，那么您可以使用下句
/ D7 u$ S' N$ l# t9 ~//      ：#defineMK_Delay_1us()  Delay_1us()
+ x( l) h7 l1 d# e//      ：来实现延时。
//--------------------------------------------------------------------------//
% c( v4 K& _. m# o2 `3 K5 k9 p#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)
0 y  u! L0 Q2 H- F5 ]: Y  D- B; n4.1.4 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  
1 A! i, _& X1 r. e- D% L4.2.1 从AT24Cxx中读取数据函数
7 b  `0 \* Z4 y0 B# R//----------------------------------------------------------------------------//
//                    从AT24Cxx中读取多字节数据函数（对外接口）
9 B( c  ?, r0 M9 \3 |//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）.
2 i& h) T5 F8 j* s- R8 A! a' J! v% T//         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
3 H/ G$ j1 ]9 ~  e" L, T//         Num ：要读取的字节数
' N  X$ k3 I7 n- ~//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。
, n# Y7 l  h0 L) o//       ：2.若EEPROM剩余空间不足，函数报错。
& ]& P* u4 K- L% [& r( t! \1 L  J//----------------------------------------------------------------------------//
! B* ~. ?0 B; W% y5 {2 \extern 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。
9 u6 D+ H$ i1 h6 ~1 ^应用示例：
    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。
* z1 e( _/ f0 t" b, B解析：由于A2、A1、A0接地，所以第一个参数为0，函数调用是
: J) P* ^9 q/ W$ v1 C1 @! u- X+ \AT24Cxx_Read_Str(0, 0x10,  Buf,  50)
. J" F9 i. o/ [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
//-------------------------------------------------------------------------------//
//                    向AT24Cxx写入多字节数据函数（对外接口）
  Y' Z2 J+ Q3 w( g( F8 l6 A//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
//         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）.
) C% X4 D. a/ F% i% v: f" f//         Addr：对24Cxx进行写操作的起始地址。
//        *PDat：发送的数据存放的首地址
# V0 F. \/ \0 m//         Num ：发送的字节数
//出口参数：0 = 成功，1 = 失败。
& {7 O- f# W9 P0 [& D! `# w//重要说明：1.先发送PDat[0]，再发送PDat[1],以此类推。
//       ：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。
0 g/ T; N% `  J# U" X7 E1 v; x! A//-------------------------------------------------------------------------------//
& u8 s! }. \, c$ c) D1 j6 Rextern uint8 AT24Cxx_Write_Str(uint8 A2A1A0, uint16 Addr, uint8*PDat, uint16 Num)
第一个参数A2A1A0的说明见4.2.1。
9 ~8 e& g& J& l  m, L4 X) i9 E3 k- [% b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。
5 u0 N7 F4 J& m% j5 T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
AT24Cxx_ Write _Str(0, 0x10,  Buf,  50)
4 e& w, a" K8 [4.2.3  AT24Cxx定义允许禁止函数
  ~/ I- E* ~4 f2 i9 O0 f: Uextern voidAT24Cxx_Write_Enable(void);     // 允许写入。
extern voidAT24Cxx_Write_Disable(void);    // 禁止写入。
$ r+ C1 h$ G  m8 D# C) L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。
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。
8 m+ E4 Y* l  j8 e7 o五 最后的有用的话
- p2 g7 g3 \1 E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～
0 R2 k+ D0 h( |+ h
" [+ A8 T; l  G$ B$ |  ?3 D4 r

xuzwg

路过，楼主辛苦了！

85486952