I2C總線
I2C總線（Inter Integrated Circuit內(nèi)部集成電路總線）是兩線式串行總線，僅需要時鐘和數(shù)據(jù)兩根線就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，僅需要占用微處理器的2個IO引腳，使用時十分方便。I2C總線還可以在同一總線上掛多個器件，每個器件可以有自己的器件地址，讀寫操作時需要先發(fā)送器件地址，該地址的器件得到確認(rèn)后便執(zhí)行相應(yīng)的操作，而在同一總線上的其它器件不做響應(yīng)，稱之為器件尋址，這個原理就像我們打電話的原理相當(dāng)。I2C總線產(chǎn)生80年代，由PHLIPS公司開發(fā)，早期多用于音頻和視頻設(shè)備，如今I2C總線的器件和設(shè)備已多不勝數(shù)。最常見的采用I2C總線的EEPROM也已被廣泛使用于各種家電、工業(yè)及通信設(shè)備中，主要用于保存設(shè)備所需要的配置數(shù)據(jù)、采集數(shù)據(jù)及程序等。生產(chǎn)I2C總線EEPROM的廠商很多，如ATMEL、Microchip公司，它們都是以24來開頭命名芯片型號，最常用就是24C系列。24C系列從24C01到24C512，C后面的數(shù)字代表該型號的芯片有多少K的存儲位。如ATMEL的24C64，存儲位是64K位，也就是說可以存儲8K（8192）字節(jié)，它支持1.8V到5V電源，可以擦寫1百萬次，數(shù)據(jù)可以保持100年，使用5V電源時時鐘可以達(dá)到400KHz，并且有多種封裝可供選擇。我們可以很容易的在身邊的電器設(shè)備中發(fā)現(xiàn)它們的身影，如電視中用于保存頻道信息，電腦內(nèi)存條中保存內(nèi)存大小等相關(guān)信息，汽車?yán)镉糜诒４胬锍绦畔⒌鹊取D一就是ATMEL24C64芯片的PID封裝和用于內(nèi)存條SPD(Serial Presence Detect)上的24芯片。
圖二是ATMEL公司24C64的引腳定義圖。A0-A2用于設(shè)置芯片的器件地址，在同一總線上有多個器件時，可以通過設(shè)置A0-A2引腳來確定器件地址。SDA是串行數(shù)據(jù)引腳，用于在芯片讀寫時輸入或輸出數(shù)據(jù)、地址等，這個引腳是雙向引腳，它是漏極開路的，使用時需要加上一個上拉電阻。SLC腳是器件的串行同步時鐘信號，如果器件是使用在單片機(jī)系統(tǒng)中，那么SLC腳應(yīng)該由單片機(jī)控制，根據(jù)單片機(jī)的程序要求產(chǎn)生串行同步時鐘信號，控制總線的存取。WP腳是寫保護(hù)腳，當(dāng)這個腳接入高電平時，芯片的芯片數(shù)據(jù)均處于禁止寫入狀態(tài)（所禁止的地址段要看各芯片的詳細(xì)資料），當(dāng)把WP腳接到地線時，芯片處于正常的讀寫狀態(tài)。當(dāng)一個電路要求正常使用時是不允許程序修改EEPROM中的數(shù)據(jù)，只有在維護(hù)設(shè)置才可以修改數(shù)據(jù)，這時可以在電路上設(shè)置WP跳線或用微處理器對WP進(jìn)行控制，這樣只有在特定的電路狀態(tài)下才可以更改到數(shù)據(jù)。
要在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用I2C總線的EEPROM做存儲設(shè)備時，先要了解I2C總線的基本驅(qū)動方法。在I2C總線空閑時，SDA和SCL應(yīng)為高電平，也只有在這個條件下，微處理器才可以控制總線進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)膭傞_始時，總線要求有一個START（開始位）位做為數(shù)據(jù)開始的標(biāo)識，它的要求是SCL為高時，SDA有一個從高到低的電平跳變動作，完成這個動作后才可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，時序圖參看圖三'開始'。傳輸數(shù)據(jù)時，只有在SCL為高電平時，SDA上的電平為有效數(shù)據(jù)。編寫單片機(jī)向總線送數(shù)據(jù)程序時則可以在SCL還在低電平時，把數(shù)據(jù)電平送到SDA，然后拉高SCL，這時SDA不應(yīng)有電平跳變，延時后拉低SCL，再進(jìn)行下一位的數(shù)據(jù)傳送直到完成。在總線上讀數(shù)據(jù)時也是只有在SCL為高時，SDA為有效數(shù)據(jù)。時序參看圖三'保持'。傳送數(shù)據(jù)完成后，總線要有一個STOP（結(jié)束位）位，來通知總線本次傳輸已結(jié)束，它的要求是SCL為高時，SDA有一個從低到高的電平跳變動作，正好和START位相反。在編程時要注意的是：不要在SCL為高時改變SDA的電平狀態(tài)，否則可能會被誤認(rèn)為是停止位，而使得操作失敗。 
讀當(dāng)前地址
這種讀取模式是讀取當(dāng)前芯片內(nèi)部的地址指針指向的數(shù)據(jù)。每次讀寫操作后，芯片會把最后一次操作過的地址作為當(dāng)前的地址。在這里要注意的是在微處理器接收完芯片傳送的數(shù)據(jù)后不必發(fā)送給低電平的ACK給芯片，直接拉高SDA等待一個時鐘后發(fā)送停止位。圖十是讀當(dāng)前地址時序圖。
讀任意地址
"讀當(dāng)前地址"可以說是讀的基本指令，讀任意地址時只是在這個基本指令之前加一個'偽操作'，這個偽操作傳送一個寫指令，但這個寫指令在地址傳送完成后就要結(jié)束，這時芯片內(nèi)部的地址指針指到這個地址上，再用讀當(dāng)前地址指令就可以讀出該地址的數(shù)據(jù)。圖十一是讀任意地址的時序圖. 
連續(xù)讀取 連續(xù)讀取操作時只要在上面二種讀取方式中芯片傳送完讀取數(shù)據(jù)后，微處理器回應(yīng)給芯片一個低電平的ACK應(yīng)答，那么芯片地址指針自動加一并傳送數(shù)據(jù)，直到微處理器不回應(yīng)并停止操作。圖十二是連續(xù)讀取的時序圖。 ATMEL公司的24C系列的其它型號的讀寫操作方式基本和上面介紹的相同，只是在8位尋址的芯片中地址位只用一個字節(jié)，還有就是在24C01中沒有器件地址，地址位只占用高7位，最低位為R/W位.。其它公司的24系列的EEPROM芯片的驅(qū)動方式也基本和以上所介紹的一樣。
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