AT24C02 E2PROM芯片详解

24C02是一个2K Bit的串行EEPROM存储器（掉电不丢失），内部含有256个字节。在24C02里面有一个8字节的页写缓冲器。

A0,A1,A2：硬件地址引脚
WP：写保护引脚，接高电平只读，接地允许读和写
SCL和SDA：IIC总线
VCC和GND: 电源线和地线

下图为芯片从地址：

以看出对于不同大小的24Cxx，具有不同的从器件地址。由于24C02为2k容量，也就是说只需要参考图中第一行的内容：

芯片的寻址：
AT24C设备地址为如下，前四位固定为1010，A2~A0为由管脚电平。AT24CXX EEPROM Board模块中默认为接地。A2~A0为000，最后一位表示读写操作。所以AT24Cxx的读地址为0xA1,写地址为0xA0。

也就是说如果是
写24C02的时候，从器件地址为10100000（0xA0）；
读24C02的时候，从器件地址为10100001（0xA1）。

片内地址寻址：

芯片寻址可对内部256B中的任一个进行读/写操作，其寻址范围为00~FF，共256个寻址单位。

对应的修改 A2A1A0 三位数据即可

IIC 主设备/从设备：

通常我们为了方便把IIC设备分为主设备和从设备，基本上谁控制时钟线（即控制SCL的电平高低变换）谁就是主设备。

IIC主设备功能：主要产生时钟，产生起始信号和停止信号
IIC从设备功能：可编程的IIC地址检测，停止位检测

ＩＩＣ的协议层

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。

IIC 总线时序图：

起始条件：在SCL高电平期间，SDA由高到低的一个下降沿；
停止条件：在SCL高电平期间，SDA由低到高的一个上升沿；

IIC的数据有效性：

在SCL的高电平期间，SDA是不允许变化的；而只有在时钟线SCL的低电平期间,SDA才能够出现变化；

应答信号

每当主机向从机发送完一个字节的数据，主机总是需要等待从机给出一个应答信号，以确认从机是否成功接收到了数据，

应答信号：主机SCL拉高，读取从机SDA的电平，为低电平表示产生应答

在了解了IIC的基础知识之后。我们就对AT24C02进行操作讲解：

向AT24C02中写数据

操作时序：

MCU先发送一个开始信号(START)启动总线

接着跟上首字节，发送器件写操作地址(DEVICE ADDRESS)+写数据(0xA0)

等待应答信号(ACK)

发送数据的存储地址。24C02一共有256个字节的存储空间，地址从0x00~0xFF，想把数据存储>在哪个位置，此刻写的就是哪个地址。

发送要存储的数据第一字节、第二字节、…注意在写数据的过程中，E2PROM每个字节都会>回应一个“应答位0”，老告诉我们写E2PROM数据成功，如果没有回应答位，说明写入不成功。

发送结束信号（STOP）停止总线

注意：
在写数据的过程中，每成功写入一个字节，E2PROM存储空间的地址就会自动加1，当加到0xFF后，再写一个字节，地址就会溢出又变成0x00。

写数据的时候需要注意，E2PROM是先写到缓冲区，然后再“搬运到”到掉电非易失区。所以这个过程需要一定的时间，AT24C02这个过程是不超过5ms！
所以，当我们在写多个字节时，写入一个字节之后，再写入下一个字节之前，必须延时5ms才可以

从AT24C02中读数据

读当前地址的数据

2、读随机地址的数据

MCU先发送一个开始信号(START)启动总线

接着跟上首字节，发送器件写操作地址(DEVICE ADDRESS)+写数据(0xA0)
注意：这里写操作是为了要把所要读的数据的存储地址先写进去，告诉E2PROM要读取哪个地址的数据。

发送要读取内存的地址(WORD ADDRESS)，通知E2PROM读取要哪个地址的信息。

重新发送开始信号(START)

发送设备读操作地址(DEVICE ADDRESS)对E2PROM进行读操作 (0xA1)

E2PROM会自动向主机发送数据，主机读取从器件发回的数据，在读一个字节后，MCU会回应一个应答信号(ACK)后，E2PROM会继续传输下一个地址的数据，MCU不断回应应答信号可以不断读取内存的数据

如果不想读了，告诉E2PROM不想要数据了，就发送一个“非应答位NAK(1)”。发送结束信号（STOP）停止总线

3、连续读数据

E2PROM支持连续写操作，操作和单个字节类似，先发送设备写操作地址(DEVICE ADDRESS)，然后发送内存起始地址(WORD ADDRESS)，MCU会回应一个应答信号(ACK)后，E2PROM会继续传输下一个地址的数据，MCU不断回应应答信号可以不断读取内存的数据。E2PROM的地址指针会自动递增，数据会依次保存在内存中。不应答发送结束信号后终止传输。

代码：


//IIC发送数据
//address 要写入的地址
//date 要写入的数据
void write_add(uchar address,uchar date)
{IIC_Start();IIC_Send_Byte(0xA0);delay(2);IIC_Send_Byte(address);delay(2);IIC_Send_Byte(date);delay(2);IIC_Stop();
}
//IIC读取数据
// address 要读取数据的地址
uchar read_add(uchar address)  //指定地址读一个字节数据
{uchar add;IIC_Start();IIC_Send_Byte(0xA0);delay(2);IIC_Send_Byte(address);delay(2);IIC_Start();IIC_Send_Byte(0xA1);delay(2);dd=IIC_Read_Byte();IIC_Stop();return add;
}

剩下的IIC以及芯片操作例程已经单独整理成文章，对初学者有很大帮助，如需学习请直接参看：

如果需要IIC的详细原理详解，请参看:

IIC原理超详细讲解—值得一看

如果需要读取AT24C02例程及代码，请参看：

【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程十二—IIC(读取AT24C02 )