1、 EEPROM读写测试实验读写测试实验 ? 意义与作用意义与作用 EEPROM是一种电可擦可编程只读存储器，掉电后数据不丢失。是单片机应用系统中 经常会用到的存储器。EEPROM掉电后数据不会丢失，而且可以用电信号直接清除存储数 据和再编程，正是由于它的这一特性，EEPROM在嵌入式设备中应用广泛，用于产品出厂 数据的保存，产品运行过程中一些数据量不大的重要数据保存等。 在本章节， 我们以最常见的 I2C 接口的 24CXX 芯片为例进行学习研究。 它采用 PHILIPS 公司开发的两线式串行总线(I2C 总线)，读写访问简单。通过本章节实验，我们将对 I2C 总 线有一个深入的了解，进而掌握
2、如何读写访问 24CXX 这一系列的 I2C 接口 EEPROM。 ? 实验原理实验原理 24CXX系列EEPROM采用的访问接口是I2C接口。 I2C(InterIntegrated Circuit)总线是一 种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。它是由数据线 SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进 行双向传送，高速I2C总线一般可达400kbps以上。 I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应 答信号。 开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开
3、始传送数据。 结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。 应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平 脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单 元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况作出是否 继续传递信号的判断。 若未收到应答信号， 由判断为受控单元出现故障。 I2C总线时序图如下： 神舟IV号开发板板载的EEPROM芯片型号为24C02，该芯片的总容量是256个字节。 本节实验的基本原理：神舟 IV 号通过 STM32F107VCT6 处理器本身自带的硬件 I2C 接 口与 24C02
4、 相连，我们首先往 EEPROM 中写入一连串的有规律的数据，然后顺序读出，通 过串口打印读出的数据， 判断读出的数据是否正确， 从而得知 EERPOM 是否可以正常访问。 ? 硬件设计硬件设计 本实验需要用到的硬件资源： ? 串口 1：串口的输入输出实验在前面已经进行了详细的讲解，在这里就不在重 复。 具体见 4.5 串口输入输出实验。 ? I2C EEPROM 24C02 STM32F107VCT6处理器具有两个I2C接口，I2C接口与管脚对应关系如下表所示。 I2C接口 管脚名 对应GPIO 功能描述 I2C1_SCL PB6 I2C1接口的时钟 I2C1 I2C1_SDA PB7 I2
5、C1接口的数据 I2C2_SCL PB10 I2C2接口的时钟 I2C2 I2C2_SDA PB11 I2C2接口的数据 神舟IV号自带了24C02的EEPROM芯片，该芯片的容量为2Kbit，也就是256个字节，对于 我们普通应用来说是足够了的。你也可以选择换大的芯片，因为在原理上是兼容 24C0224C512全系列的EEPROM芯片的。神舟IV号通过处理器自带硬件I2C1接口与EEPROM 24C02连接，电路图如下： 图表 1 EEPROM 原理图 AT24C02是美国ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM，它是内含2568位存储空 间，具有工作电压宽（2.55.5V）、擦写次数
6、多（大于10000次）、写入速度快（小于10ms） 等特点。 AT24C02的1、2、3脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址。如上图中，A0A2全 部接地，对应I2C的硬件地址为0xA0。 第4脚为电源输入端，第8脚为GND管脚。 第5脚SDA为串行数据输入/输出，数据通过这条双向I2C总线串行传送，在神舟IV号中， 与处理器的PB7管脚连接。 第6脚SCL为串行时钟输入线，在神舟IV号中，与处理器的PB6管脚连接。 SDA和SCL都需要和正电源间各接一个5.1K的电阻上拉。 第7脚为AT24C02的写保护端，如果需要禁止对AT24C02进行读写，需要上拉到电源。 在神舟IV号中，为了方便随
7、时对AT24C02进行访问操作，将WP管脚接地，禁止AT24C02的 写保护功能。 24C02的特性如下： ? 软件设计软件设计 神 舟 IV 号 EEPROM 读 写 试 验 位 于神 舟IV号 光 盘源 码 STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.3.0.rar Project 11、EEPROM读写测试目录。 进入11、EEPROM读写测试 EWARMv5 目录后，双击Project.eww可以打开IAR工程， 以下为工程文件中主要代码的解释与说明。 神舟IV号I2C1接口初始化。 我们首先将I2C1接口初始化为复用功能开漏输出。 然后，对I2C1接口进行初始化，具体为设置
8、I2C接口的模式（由于I2C接口可工作在I2C 模式或者SMBA模式，因此在初始化时，需要设置其具体工作模式），I2C主机地址，以及 I2C速率等等。 在完成了I2C接口初始化以后，我们就可以正常的使用I2C1接口了，下面是神舟IV号 EEPROM读写访问程序。 这段代码主要是将0x000xFF顺序写入到EEPROM中， 然后再依次从EEPROM中读出这 些数据，并通过串口打印。 24C02中带有片内地址寄存器。每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加1， 以实现对下一个存储单元的读写。所有字节均以单一操作方式读取。为降低总的写入时间， 一次操作可写入多达8个字节的数据。 其中I2C_W
9、riteS_24C函数，是24CXX EEPROM的页写入函数，在神舟IV号，我们使用 的24C02的页大小为8，也就是说，可以单次连续8个字节写入。具体的函数实现如下： 其中I2C_ReadS_24C函数，是24CXX EEPROM的页读出函数，在神舟IV号，我们使用 的24C02的页大小为8，也就是说，可以单次连续8个字节读出。具体的函数实现如下： 以下是 MAIN 函数： ? 下载与验证下载与验证 神舟IV号光盘源码目录包含本实验的工程源码，在神舟IV号光盘源码11、EEPROM 读写测试.rarProject11、EEPROM读写测试EWARMv5STM32F107VC- ARMJIS
10、HUExe目录 下的ARMJISHU_EEPROM读写测试.hex文件即为前面我们分析的EEPROM实验编译好的固 件，我们可以直接将固件下载到神舟IV号开发板中，观察运行效果。 如果使用JLINK下载固件，请按错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。下载固件 到神舟IV号开发板小节进行操作。 如果使用USB下载固件，请按错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。小节进行操 作。 如果使用串口下载固件，请按错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。小节进行 操作。 如果在IAR开发环境中， 下载编译好的固件或者在线调试， 请按错误！ 未找到引用源。错误！ 未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。小节进行操作。 如果在MDK开发环境中，下载编译好的固件或者在线调试，请按错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。小节进行操作。 ? 实验现象实验现象 将JP11跳帽连接上，程序下载运行后，正常情况下，串口打印如下信息。 其中”写入的数据”程序从0x00地址顺序写入到24C02中的数据， ”读出的数据”程序从24C02 0x00 地址顺序读出的数据，正常的情况下，读出的数据和之前写入的数据一致。
