数据存储ATCxx及其应用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,数据存储,ATCxx,及其应用,数据存储ATCxx及其应用,I,2,C,（,I2C,、,IIC,）总线概述,I,2,C,（,Inter,Integrated Circuit,）总线是,Philips,公司,最先推出的一种双向数据传输总线，仅使用,两根连线,便可以实现,全双工同步数据传输,。在,I,2,C,总线中，一条为串行数据线（,SDA,），另一条为串行时钟线（,SCL,）。,I,2,C,总线占用引脚少，接口协议简单。目前多数公司均推出了,I,2,C,总线接口的各种器件，如存储器、,A/D,、,D/A,、键盘、,LCD,等，大大方便了用户的选择。,I2C（I2C、IIC）总线概述I2C（InterI,I,2,C,（,I2C,、,IIC,）总线概述,I,2,C,总线采用两线制，由数据线,SDA,和时钟线,SCL,构成。,I,2,C,总线对数据通信进行了严格的定义。,典型的,I,2,C,总线系统结构如下图所示。,I,2,C,总线上可以挂接多个器件，其中每个器件必须都支持,I,2,C,总线通信协议。,I2C（I2C、IIC）总线概述I2C总线采用两线制，,I,2,C,（,I2C,、,IIC,）总线概述,其中，,I,2,C,总线的,SCL,和,SDA,端口（开漏极，线与）在使用时必须连接上拉电阻。,I,2,C,总线的传输速率可以支持,100khz,和,400khz,两种，对于,100khz,的速率一般采用,10k,欧姆的上拉电阻，对于,400khz,的速率一般采用,2k,欧姆的上拉电阻。,I2C（I2C、IIC）总线概述其中，I2C总线的SC,I,2,C,（,I2C,、,IIC,）总线特点,I2C,总线最主要的优点是其简单性和有效性。由于接口直接在组件之上，因此,I2C,总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。总线的长度可高达,25,英尺，并且能够以,10Kbps,的最大传输速率支持,40,个组件。,I2C,总线的另一个优点是，它支持,多主控,(multimastering),，其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线（,I2C,总线上并接的每一模块电路既是主控器（或被控器），又是发送器（或接收器），这取决于它所要完成的功能）。,一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。,当然，,在任何时间点上只能有一个主控。,I2C（I2C、IIC）总线特点I2C总线最主要的优点,I,2,C,（,I2C,、,IIC,）总线协议,I2C,总线协议定义如下：,1,只有在总线空闲时才允许启动数据传送；（时钟线与数据线都为高电平时为空闲信号）,2,在数据传送过程中，当时钟线为高电平时数据线必须保持稳定状态，不允许有跳变；时钟线为高电平时数据线的任何电平变化将被看作总线的起始或停止信号。,起始信号。,时钟线保持高电平期间，数据线电平从高到低的跳变作为,I2C,总线的起始信号。,停止信号,时钟线保持高电平期间，数据线电平从低到高的跳变作为,I2C,总线的停止信号,I2C（I2C、IIC）总线协议I2C 总线协议定义如,I2C,总线的信号类型,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。,这些信号中，起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以不要。,I2C总线的信号类型I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信,I2C,总线的信号类型,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。,I2C总线的信号类型开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电,I2C,总线的信号类型,位的传输,SDA,线上的数据必须在时钟的高电平周期保持稳定，数据线的高或低电平状态只有在,SCL,线的时钟信号是低电平时才能改变。,I2C总线的信号类型位的传输 SDA 线上的数据必须在时钟,I2C,总线接口,EEPROM,存储器,目前，市场上,I2C,总线接口器件有多种，利于,A/D,转换器、,D/A,转换器、时钟芯片和存储器等。这里以典型的,I2C,总线接口的存储器为例进行介绍。,I2C,总线接口,EEPROM,存储器是一种采用,I2C,总线接口的串行总线存储器，这类存储器具有体积小、引脚少、功耗低、工作电压范围宽等特点。目前，,Atmel,、,Microchip,、,National,等公司均提供各种型号的,I2C,总线接口的串行,EEPROM,（电可擦出可编程只读存储器，即,Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,）存储器。在单片机系统中使用较多的,EEPROM,存储器是,24,系列串行,EEPROM,。它具有型号多、容量大、支持,I2C,总线协议、占用单片机,I/O,端口少、芯片扩展方便、读写简单等优点。,I2C总线接口EEPROM存储器目前，市场上I2C总线接口器,AT24CXX,这里以,Atmel,公司的产品为例进行介绍，,At24Cxx,系列是,Atmel,公司典型的,I2C,串行总线的,EEPROM,，工作于从器件模式。,AT24Cxx,：,011024,容量,=xx X 1Kbit,型号系列列表,AT24C01,：,1K(128X8)AT24C02,：,2K(256X8),AT24C04,：,4K(512X8)AT24C08,：,8K(1KX8),AT24C16,：,16K(2KX8)AT24C512,：,512K(64KX8),AT24C1024,：,1M(128KX8),例如,AT24C08,存储容量为,8k,位（,1024,个字节*,8,位容量计算方法,AT24CXX这里以Atmel公司的产品为例进行介绍，At2,AT24CXX,I2C,总线接口的,EEPROM,存储器,工作电压可选择低电压或标准电压（,1.8v,、,2.7v,、,5v,）,100khz,（,1.8v,）或,400khz,（,2.7v,、,5v,）,8,字节页写操作（,1k,、,2k,），,16,字节页写操作（,4k,、,8k,、,16k,）,内部数据写周期（最大,5ms,）,重复擦写,100,万次以上,内容数据可以掉电保存,100,年,AT24CXXI2C总线接口的EEPROM存储器,AT24CXX,引脚定义如下：,Vcc,、,GND,为芯片的供电引脚,A0,、,A1,、,A2,为芯片的引脚地址和页面选择输入,SCL,为,I2C,总线接口的串行时钟线,SDA,为,I2C,总线接口的串行数据线,（高位在前，低位在后；上升沿数据写入，下降沿数据读出）,WP,为写保护引脚，当,WP,接高电平时，只能对该器件进行读操作，不能写操作，用于硬件数据的保护；当,WP,接低电平时，可以对该器件进行读写操作。,AT24CXX引脚定义如下：,AT24Cxx,重要参数,AT24Cxx重要参数,AT24CXX,芯片地址,具有,I2C,接口的,EEPROM,存储器的前面,4,为全部都是,1010,页面地址,Px,：不用连接,芯片地址,Ax,：需要连接为高电平或低电平,R/W,：,1,读操作；,0,写操作,每片芯片,16/32,页，每页,8,字节，地址需要,7/8,位，总线最大可挂,8,片,每片芯片,32,页，每页,16,字节，地址需要,9,位，总线最大可挂,4,片,每片芯片,64,页，每页,16,字节，地址需要,10,位，总线最大可挂,2,片,每片芯片,128,页，每页,16,字节，地址需要,11,位，总线最大可挂,1,片,AT24CXX芯片地址具有I2C接口的EEPROM存储器的前,AT24Cxx,单元地址,AT24C01:00H-7FH 128x8bit,AT24C02:00H-FFH 256x8bit,AT24C04:000H-1FFH 512x8bit,AT24C08:000H-3FFH 1024x8bit,AT24C16:000H-7FFH 2048x8bit,AT24C32:000H-FFFH 4096x8bit,AT24C64:0000H-1FFFH 8192x8bit,AT24C128:0000H-3FFFH 16384x8bit,AT24C256:0000H-7FFFH 32768x8bit,AT24C512:0000H-FFFFH 65536x8bit,AT24Cxx单元地址AT24C01:00H-7FH 12,AT24CXX,电气特性,AT24CXX电气特性,AT24CXX,电气特性,AT24CXX电气特性,100KHz,参数分析,f=100KHz=0.1MHz,t=1/0.1us=5us(,一个高电平持续的时间,+,一个低电平持续的时间,),scl,的高低电平持续时间各为,3us,scl,为高电平时，,sda,数据线电平不能变化（否则就是开始信号或停止信号）；,scl,为低电平时，,sda,数据线电平才能变化（即此时给,sda,赋需要发送的值）。,100KHz参数分析f=100KHz=0.1MHz,400KHz,参数分析,f=400KHz=0.4MHz,t=1/0.4us=2.5us(,一个高电平持续的时间,+,一个低电平持续的时间,),scl,的高低电平持续时间各为,2us,scl,为高电平时，,sda,数据线电平不能变化（否则就是开始信号或停止信号）；,scl,为低电平时，,sda,数据线电平才能变化（即此时给,sda,赋需要发送的值）。,400KHz参数分析f=400KHz=0.4MHz,写操作,写操作：,字节写操作,页写操作,在写操作完成后，需要一定的延时来完成内部写周期，也可以进行忙检测；否则操作就会失败。,写操作写操作：,字节写操作,在字节写模式下：主器件发送起始命令和从器件地址信息（,R/W,位置零）给从器件，在从器件产生应答信号后；主器件发送从器件存储单元的字节地址，主器件在收到从器件的另一个应答信号后；再发送数据到被寻址的存储单元。从器件再次应答并在主器件产生停止信号后开始内部数据的擦写，在内部擦写过程中，从器件不再应答主器件的任何请求。即,stop,信号结束后，,AT24CXX,需要一定的时间完成内部数据写入。,字节写操作在字节写模式下：主器件发送起始命令和从器件地址信息,页写操作,页写时,AT24C01/02,：,8,字节；,AT24C04/08/16,：,16,字节,地址指针会自动加,1,（在同一页面，超出字节会自动覆盖）,字节多于,8,个或,16,个时，会自动覆盖前面所写入的单元。,接收到8或16字节数据和主器件发送的停止信号后，从器件启动内部写周期将数据写到数据区。所有接收的数据在一个写周期内写入从器件。即stop信号结束后，从器件需要一定的时间完成内部数据写入。,同一页最后一个字节,同一页第一个字节,页写操作页写时AT24C01/02：8字节；AT24C04/,读操作,读操作,立即,/,当前地址读操作,选择,/,随机地址读操作,顺序,/,连续地址读操作,立即,/,当前地址读多字节操作,选择,/,随机地址读多字节