EEPROM-AT24C02存储器芯片数据读写

DS小龙哥

发布于 2025-05-27 12:43:41

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一、前言

1.1 功能介绍

在嵌入式系统设计中，数据的存储与读取是至关重要的一环。随着技术的不断发展，对存储设备的性能、容量和可靠性要求也越来越高。EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）作为一种非易失性存储介质，以其数据存储可靠、功耗低、读取速度快等特点，广泛应用于各种嵌入式系统中。本项目在利用STC90C51单片机和EEPROM-AT24C02存储器芯片实现高效的数据读写存储功能，以满足现代嵌入式系统对数据存储的需求。

本项目的主要目标是通过STC90C51单片机与EEPROM-AT24C02存储器芯片的配合使用，实现以下功能：

数据写入：通过STC90C51单片机向EEPROM-AT24C02存储器芯片中写入数据，实现数据的非易失性存储。EEPROM-AT24C02存储容量为2Kbit（即256字节），足够满足大多数嵌入式系统对数据存储的需求。
数据读取：STC90C51单片机能够从EEPROM-AT24C02存储器芯片中读取已存储的数据，并在需要时进行处理或使用。由于EEPROM-AT24C02的读取速度快，能够保证数据访问的高效性。

1.2 AT24C02介绍

AT24C02是一款串行EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）芯片，由CATALYST公司（或Atmel公司，因品牌收购关系）生产，广泛应用于各种电子设备中，特别是那些需要数据存储和参数保存的场景。

以下是关于AT24C02的详细介绍：

主要技术参数

存储容量：2Kbit（256个8位字节），适合存储少量但重要的数据。
工作电压范围：1.8V至5.5V，宽电压范围使得AT24C02能够适应不同的电源供电情况。
通信接口：I2C串行总线接口，通过两根总线（串行数据线SDA和串行时钟线SCL）与微处理器或其他设备进行通信。
存储速率：可达400KHz，提供较快的数据传输速度。
可擦写次数：高达100万次，确保长期使用的可靠性。
存储器保持时间：至少10年，保证数据长时间存储的稳定性。
工作温度范围：虽然不同资料给出的温度范围略有差异，但一般可认为是-40℃至+85℃或-55℃至+125℃，适应各种工作环境。

主要特点

低功耗：采用先进的CMOS技术，功耗极低，适用于电池供电等低功耗应用场景。
高可靠性：内部具有校验和功能，可以检测和纠正数据传输中的错误，提高数据传输的可靠性。
多种封装形式：提供DIP、SOP、TSSOP等多种封装形式，方便用户根据实际需求选择。
易于使用：通过I2C总线接口与微处理器进行通信，简化了与主机的连接和数据传输过程。

应用领域

AT24C02广泛应用于各种需要数据存储和参数保存的领域：

工业控制：用于存储和读取PLC程序、传感器数据等。
仪器仪表：用于存储电子秤、温度计、压力计等设备的校准参数。
网络通信：用于存储MAC地址、序列号等数据。
汽车电子：用于存储汽车门锁控制、气囊控制等信息。

二、代码实现

2.1 main.c

#include <reg51.h>
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "type.h"
#include "led.h"
#include "uart.h"
#include "timer.h"
#include "exti.h"
#include "infrared.h"
#include "ds18b20.h"
#include "at24c02.h"
//u8 at24c02_w[8]="1234567";
//u8 at24c02_r[8];
int main()
{
    u8 dat;
    UART_Init();        //初始化串口波特率为4800
    while(1)
    {
//单个字节读写测试
        AT24C02_WriteOneByte(5,0xAA);
        dat=AT24C02_ReadOneByte(5);
        printf("dat=%d\r\n",(int)dat);
        //多个字节读写测试
//        AT24C02_WriteByte(0,8,at24c02_w);
//        AT24C02_ReadByte(0,8,at24c02_r);
//        printf("at24c02_r=%s\r\n",at24c02_r);
          DelayMs(1000);
    }
}

2.2 AT24C02.c

#include "at24c02.h"
#include "iic.h"

/*
函数功能: 写一个字节
函数参数:
	u8 addr 数据的位置(0~255)
	u8 dat 数据范围(0~255)
*/
void AT24C02_WriteOneByte(u16 addr,u8 dat)
{
    IIC_SendStart();//起始信号
    IIC_SendOneByte(AT24C02_WRITE_ADDR);//发送设备地址
    IIC_GetAck();//获取应答
    IIC_SendOneByte(addr); //数据存放的地址
    IIC_GetAck();//获取应答
    IIC_SendOneByte(dat); //发送将要存放的数据
    IIC_GetAck();//获取应答
    IIC_SendStop(); //停止信号
    DelayMs(10); //等待写
}

/*
函数功能: 读一个字节
函数参数:
	u8 addr 数据的位置(0~255)
返回值: 读到的数据
*/
u8 AT24C02_ReadOneByte(u16 addr)
{
    u8 dat=0;
    IIC_SendStart();//起始信号
    IIC_SendOneByte(AT24C02_WRITE_ADDR);//发送设备地址
    IIC_GetAck();//获取应答
    IIC_SendOneByte(addr); //将要读取数据的地址
    IIC_GetAck();//获取应答
    
    IIC_SendStart();//起始信号
    IIC_SendOneByte(AT24C02_READ_ADDR);//发送设备地址
    IIC_GetAck();//获取应答
    dat=IIC_RecvOneByte();//读取数据
    IIC_SendAck(1); //发送非应答
    IIC_SendStop(); //停止信号
    return dat;
}

/*
函数功能: 从指定位置读取指定长度的数据
函数参数:
	u16 addr 数据的位置(0~255)
	u16 len 读取的长度
	u8 *buffer 存放读取的数据
返回值: 读到的数据
*/
void AT24C02_ReadByte(u16 addr,u16 len,u8 *buffer)
{
    u16 i=0;
    IIC_SendStart();//起始信号
    IIC_SendOneByte(AT24C02_WRITE_ADDR);//发送设备地址
    IIC_GetAck();//获取应答
    IIC_SendOneByte(addr); //将要读取数据的地址
    IIC_GetAck();//获取应答
    
    IIC_SendStart();//起始信号
    IIC_SendOneByte(AT24C02_READ_ADDR);//发送设备地址
    IIC_GetAck();//获取应答
    for(i=0;i<len;i++)
    {
        buffer[i]=IIC_RecvOneByte();//读取数据
        if(i<len-1)IIC_SendAck(0); //发送应答
        else IIC_SendAck(1); //发送非应答
    }
    IIC_SendStop(); //停止信号
}

/*
函数功能: AT24C02页写函数
函数参数:
	u16 addr 写入的位置(0~1023)
	u8 len 写入的长度(每页16字节)
	u8 *buffer 存放读取的数据
*/
void AT24C02_PageWrite(u16 addr,u16 len,u8 *buffer)
{
    u16 i=0;
    IIC_SendStart();//起始信号
    IIC_SendOneByte(AT24C02_WRITE_ADDR);//发送设备地址
    IIC_GetAck();//获取应答
    IIC_SendOneByte(addr); //数据存放的地址
    IIC_GetAck();//获取应答
    for(i=0;i<len;i++)
    {
        IIC_SendOneByte(buffer[i]); //发送将要存放的数据
        IIC_GetAck();//获取应答	
    }
    IIC_SendStop(); //停止信号
    DelayMs(10); //等待写
}


/*
函数功能: 从指定位置写入指定长度的数据
函数参数:
	u16 addr 数据的位置(0~255)
	u16 len 写入的长度
	u8 *buffer 存放即将写入的数据
返回值: 读到的数据
*/
void AT24C02_WriteByte(u16 addr,u16 len,u8 *buffer)
{
    u8 page_byte=8-addr%8; //得到当前页剩余的字节数量
    if(page_byte>len) //判断当前页剩余的字节空间是否够写
    {
        page_byte=len; //表示一次性可以写完
    }
    while(1)
    {
        AT24C02_PageWrite(addr,page_byte,buffer); //写一页
        if(page_byte==len)break; //写完了
        buffer+=page_byte; //指针偏移
        addr+=page_byte;//地址偏移
        len-=page_byte;//得到剩余没有写完的长度
        if(len>8)page_byte=8;
        else page_byte=len; //一次可以写完
    }
}

2.3 AT24C02.h

#ifndef _AT24C02_H_
#define _AT24C02_H_
#include <reg51.h>
#include "delay.h"
#include "type.h"
//地址
#define AT24C02_WRITE_ADDR 0xA0
#define AT24C02_READ_ADDR 0xA1
//函数声明
void AT24C02_WriteOneByte(u16 addr,u8 dat);
u8 AT24C02_ReadOneByte(u16 addr);
void AT24C02_WriteByte(u16 addr,u16 len,u8 *buffer);
void AT24C02_PageWrite(u16 addr,u16 len,u8 *buffer);
void AT24C02_ReadByte(u16 addr,u16 len,u8 *buffer);
#endif

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