串行E2PROMAT 24C512在单片机中应用

1概述

近年来，以单片机为核心构成的智能仪器仪表与数据采集系统获得了愈来愈广泛的应用。传统的数据存储方法均是通过总线型非易失数据存储器来保存采集的数据。随着单片机技术的不断发展及各种非总线型单片机的不断涌现，采用非总线型单片机并配合大容量串行E2PROM构成的数据存储系统，将是一种非常好的数据存储方法。该方法一方面可提高系统的可靠性，另一方面又可降低系统成本。

AT24C512是ATMEL公司新近推出的具有I2C总线容量达512Kbit（64K×8）的E2PROM，该芯片的主要特性如下：存储容量为 65536byte；与100kHz、400kHz、1MHzI2C总线兼容；100000次编程/擦写周期；单电源、读写电压为 1.8V～5.5V；ESD保护电压>4kV；数据可保存40年；写保护功能，当WP为高电平时，进入写保护状态；CMOS低功耗技术，最大写入电流为3mA；128byte页写入缓存器；自动定时的写周期；具有8引脚DIP及20引脚SOIC封装等多种封装形式。

2引脚排列及功能

AT24C512的DIP型封装及20引脚的SOIC型封装的引脚排列如图1所示，各个引脚的功能如下：

SCL：串行时钟该引脚为一输入引脚，用于产生器件所有数据发送或接收的时钟。

SDA：串行数据/地址双向串行数据/地址引脚，用于器件所有数据的发送或接收。SDA是1个开漏输出引脚，可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线接。

WP：写保护当引脚WP连接到VCC时，所有存储数据变为写保护。当引脚WP接VSS时，则允许器件进行正常读写操作。

A0，A1：器件地址输入这两个引脚为硬件连线或者不连接，通过连接VCC或VSS的组合可使单总线最多寻址4个AT24C512，当这些引脚没有连接时其默认值为0。

(a) SOIC封装 (b) DIP封装
图1 AT24C512引脚排列图

3器件功能描述

AT24C512是具有I2C总线的存储芯片，因此该器件必须严格遵守I2C总线传输协议。I2C总线简单的硬件接口是以复杂的时序及软件编程为代价的，下面首先对该器件的时序进行描述。

（1）起停信号

时钟线保持高电平期间，数据线电平从高到低的跳变代为I2C总线的起始信号。时钟线保持高电平期间，数据线电平从低到高的跳变代为I2C总线的停止信号。

（2）器件寻址

主器件通过发送1个起始信号启动发送过程，然后发送它所需要寻址的从器件地址，8位从器件地址的高5位固定为10100，接下来的2位（A0，A1）为器件的地址位，因此最多可以将4个AT24C512连接到同一总线上使存储容量扩展至256Kbyte。注意，这两位必须与A0和A1两引脚的输入状态相对应，从器件地址的最低位为读写控制位，“1”表示对从器件进行读操作，“0”表示对从器件进行写操作，在主器件发送起始信号和从器件发送地址字节后，AT24C512监测总线并当其地址与发送的从地址相符时发出1个应答信号（通过SDA线），AT24C512再根据读写控制位（R/W）的状态进行读写操作，从器件地址字节内容如表1所示。

（3）应答信号

I2C总线传送数据时，每成功传送1个字节，接收器都必须产生1个应答信号，应答的器件在第9个时钟周期将SDA线拉低表示其已收到1个8位数据。AT24C512在接收到起始信号和从器件地址之后产生应答信号，如果器件已选择了写操作，则在每接收1个8位字节之后1个应答信号。

当该器件工作于读模式时，在发送1个8位数据后释放SDA线并监测1个应答信号，一旦接收到应答信号，则继续发送数据，若主器件没有发送应答信号，器件停止传送数据并等待1个停止信号。

掌握了AT24C512的操作时序后再配合一定的地址/数据信息就可完成该器件的读写操作。