24c512读写方法 中文资料

第 l 5卷第 4期 2 0 0 4年 8月 中原 f ： 学院学报 J OURNAL OF ZH0NGYUAN I N r r 兀I T E 0F TECHN0I D GY Vo 1 1 5 Nt 】 4 Au g， 2 0 04 文章编号 ： 1 6 7 1 6 9 0 6 ( 2 0 0 4 ) 0 4 0 0 0 5 0 4 A T 2 4 C 5 1 2存储器在 无线抄表器 中的应用 杨学昭， 马彦霞， 薛 立 ( 中原工学院 电气工程系， 河南 郑州4 5 0 ( 07 ) 摘要 ： 介绍 _ r A T 2 4 C 5 1 2存储器的特性 、 工作状态和读写时序 ， 并应用于无线抄丧器中 该芯 片可 储抄表系统 【 I I 所 有的抄表信息， 由此 ， 增加系统 的可靠性 ， 降低系统成本及功耗 关键词 ： E E P R O M； 单片机系统 ； 抄表信息 ； A T 2 4 C 5 1 2 中图分类号 ： 3 P 3 6 8 1 文献标识码 ： A 在掌上 电脑 、 电子 字典 、 移 动手机 、 I C卡 等手持 产 品中， 广泛 使用 串行 电可擦 的 可编程 只读 存 储 器 ( E E P R O M ) ， 与同容量的并行 E E P R O M芯片相比， 它采 用多种封装 ( 如 P D I P 、 E L 、 L A P 、 S O I C等 ) ， 具有结 构 紧 凑 、 存储容量大 、 功耗和价格低 、 数据保存 时间长 ( 4 0 年 ) 、 读写次数多 ( 1 0万次 ) 等 特点 ， 特别 适用 于具 有大 容量数据储存要求的数据采集系统l 1 2 J A T 2 4 C 5 1 2是 A T M E L公司最近生产的 5 1 2 k 位( 6 4 K8 位) 串行大容 量电可擦 的可编程存储器( E E P R O M) ， 可 以在 2线总 线上并接 4片该芯片， 本文将介绍该芯片的工作原理 和与单片机的软硬件接 口以及在掌上抄表系统中存储 抄表信息 的应用 1 A T 2 4 C 5 1 2的特性及工作原理 1 1 A T 2 4 C 5 1 2的主要特性 具有如下 三种工作电压 ： 5 0 V； 2 7 V； 1 8 V； 内部可以组织成 6 4 k X 8 存储单元 ； 符合双向数据传送 I 2 C协议 ； 具有硬件写保护和软件数据保护功能； 具有按页( 1 2 8 字节) 写或按字节读写模式 A T 2 4 C 5 1 2有八 个引脚 A 0、 A1 ： 地 址 选择 输 入端 在串行总线结构 中， 如需连接 4个 A T 2 4 C 5 1 2芯片， 则 可用 A 0 、 Al来 区分 各芯 片； S C L： 串行 时钟 输 入 通 常 收稿 日期 ： 2 0 0 40 60 1 基金项目： 河南省科技攻关项 目( 0 4 2 4 2 2 ( ) 2 1 0 ) 作者简介： 杨学昭( 1 9 6 6一) ， 男 ， 河南巩义人 ， 硕士 ， 副教授 在其上升沿将 S D A上的数据写入存储器 ， 而在下降沿 从存储器读出数据并送往 S D A ； S D A： 双向串行数据输 入输出口 用于存储器与单片机之间的数据交换 ； WP ： 写保护输入 此引脚与地相连时 ， 允 许写操作 ； 与 V C C 相连时， 所有的写存储器操作被禁止 如果不连 ， 该脚 将在 芯片 内部下拉到地 1 2 A T 2 4 C 5 1 2的工作原 理 A T 2 4 C 5 1 2内部 有 5 1 2页 ， 每一 页为 1 2 8字 节 ， 任一 单元的地址为 l 6位 地址范围为 0 0 0 0 HF F F F H ， 可按 页写或字节 读写模式 A T 2 4 C 5 1 2的工作状 态主要有 时钟 和数据 传送 、 结 束 和 应 答 等 4种 图 1是 A T 2 4 C 5 1 2的 工 作 时 序 A T 2 4 C 5 1 2 的所有地址和数据都 是以 8 位的形式 串行 传送给存储器或从存储器读 出的 每次存储器都将在 第九个时钟 S C L 周期时由 S D A发零信号以对收到的 8 位数据进行应答 读或者写入的位数都是高位在前， 低 位在后 当 E E P R O M进 入开 始状 态后 ， 一 般 都需 要一 个 8 位的地址字来选择芯片以进行读写 器件地址字 由 5 位 0 、 1 组成的命令字和两位地址选择位 A 1 、 A 0以及 一 位读 写 操 作 位 构成 对 于 A T 2 4 C 5 1 2 ， 命 令 字 为 “ 1 0 1 0 0 ” ， 同一 串行 总线 上 可 以连 接 4个 A T 2 4 C 5 1 2器 件 ， 这些器件 可 以通 过地 址 线 A1 ， A 0加 以区分 如 果 只有一个 A T 2 4 C 5 1 2 ， 那么 A l 、 A 0 都取 0 最低位为 l 时 维普资讯 中原工学院学报 2 0 0 4年第 1 5 卷 SDA SC SD 【 | )( 致 据变化 S T AR T 数据输人 ( 1 )开始 、停止 、数据输入及数据变化时序 ! 一 口 s T AR T ( 2)开始一个字节写入 、应 答时序 s 风 几 SDA ( 3 ) 一个字节的读入 、应答 、停止时序 图 1 E E P R O M的总线协议 表示读操作 ， 为 0表示写操作 其格式如下 ： l l l I l垒 l l I MS B L s B 同时 ， A T 2 4 C 5 1 2 外部引脚 A 1 ， A O也要相应连接到 V C C或 G N D ( 与器件地址选择位相对应) 2 A T 2 4 C 5 1 2的读写方式和工作 时序 2 1 写 操 作 A T 2 4 C 5 1 2的写操作有写 字节和 写页两 种方式 ， 共 6 4 KX 8 b i t 写字节 时通 常在 向 A T 2 4 C 5 1 2发送设 备地 址字并接到应答信号后 ， 还需要发送 2个 8 位地址来 选择要写数据 的地址 ， A T 2 4 C 5 1 2接 收到这个 地址 后会 应答一 个零 信 号， 然 后根 据 C L O C K写 8位 数据 到 A T 2 4 C 5 1 2 存储器接收到数据后同样会返 回一个应答 信号 写数据结束后 ， 发出结束命令 ， A T 2 4 C 5 1 2进入 内 部 计时 的写周期 ， 这个 内部 写周期约需 5 I l l s 在写循 环 过程中， 所有 的输入都 不能进行 ， 直 到写结束 ， E E P R O M才能响应 A T 2 4 C 5 1 2具 有 1 2 8字节 作为一 页 的写 页功 能 ， 可 以一 次性 写入一页 写页 的初 始化过程与写 字节 的方 法基本相 同 不 同的是 ： 当写 页操 作写入一个 数据字节后 ， 微控制器不发停止状态， 而是在应答信号 后接着输入 1 2 7个 字节 每 一个字节接 收完毕 后 ， E E P R O M照样输出一个零应答信号 因为一页只有 1 2 8个 单元 ， 所 以数据字 的地址 低 7位在 接 收到一 个 字节 后 会自动加 1 ， 而高位地址不变 ， 即页地址不变 若 内部 产生的地址达到了页的边界时 ， 系统将 回到页的开始 进行写 如果 一次要写 的字 节大于 1 2 8字节 ， 则 最早 写 入的字节将被覆盖 图 2为其写操 作流 程图 ACK ACK ACK ACK 写 页 ACK ACK ACK 图 2 写 操作 流 程 2 2 读操作 读操作有 当前地址读 、 随机读 、 读 串三种方式 其 初始化过程 基本与写 操作 相 同 ， 只是 在设 备选 择字 中 的最低位要 改成 读而 已 在 当前地址读操 作方式时 ， 内 部数据的地址将保持在最后的读写操作地址加 1 上 ， OP =一 只要芯片有 电源供给 ， 这个地址将一直保持着 直到读 到 E E P R O M的最后字节后又回到最开始的位置 而随 机读操作 之前先要 向 E E P R O M 写入一 个 字节 地址 ， 然 后才能读 读串操作既可以是当前地址读 ， 也可以是随 机地址读 当微控 制器接收 到一个数据字后 ， 会 回应 一 维普资讯 笙兰 塑 学昭等： A 1 2 4 C 5 1 2 存储器在无线抄表器中的应用 7 个应答信号 E E P R O M在接收到应答信号后会将地址 加 1 ， 接着输出下一个字节 而当微控制器接收到数据 但不回应答信号时 ， 读过程结束 3 在掌上抄表系统 中的应用 3 1 硬件连接 图 3是 A T 2 4 C 5 1 2 在单片机控制的无线掌上抄表 系统的应用电路 ， 该掌上抄表器主要 由电表记录 8 0 0 0 个用户的电表转数 、 底数 、 断送 电控制 、 抄表时间等抄 表信息 ， 这些信息分别存放在 E E P R O M 中， 每个用户 信息共占用 1 6个字节， 故需 2片 A T 2 4 C 5 1 2存贮这些 现场抄表信息 ， 以取代原抄表器 中的一 片 A T 2 8 C 0 1 0 ( 1 2 8 k 8 ) 并行 E E P R O M存储芯片【 时钟 芯 片采 用 D S 1 3 0 2 ， 产 生 年 、 月 、 日、 时 、 分 、 秒 等用于记录抄表时间信息 P T R 2 0 0 0是近距离无线收 发模块， 采用 R S 一 2 3 2 协议方式 为了使掌上抄表器信 息一方面可以通过 R S一2 3 2 接 口传送给上位机 ， 同时 又能控制 P T R 2 0 0 0实现现场抄表 ， 我们采用了三态 门 实现 8 9 C 5 1 单片机一个串行口实现上述的两种通信功 能 扩展 8 2 5 5实现点阵 L c D ( 1 2 8 6 4 ) 显示功能及按 键输入 控制功能 L C D实现抄表信息 、 数据 、 时间等显 示， 具有 4 行 8 列汉字字符功能 ， 按键 由 1 6 个键， 分 别为 0 9 数字键及其它功能， 其中一部分功能如时间 调整等参照手机设定方法， 通过上 下移动键或配合数 字键来实现 M A X8 1 3实 现 电压 检 测 与看 门狗 功能 ， 当 电池 电 压低于 4 6 V时， 通过中断显示电池能量不足信息 ， 从 而使抄表数据可靠， 看门狗功能能防止抄表器单片机 死机 T 2 4 Cs = = A T & g C 5 1 P0 。 。 斟Q 0 - -IA 0 P I P 7 P1 0 ： 一 ： 一 Pl l P17 磋iw 匝巫 卜 Pl 2一Pl3 盯 磊 i1 P14一Pl 5 R x I 】 l z z r 3 2 软件 编程 图 3 应 用原 理 图 下面是将一个 T寄存器 ( 累加器 ) 中的字节写入 A T 2 4 C 5 1 2的程序 ： WR B： MO V R 2， #0 8 H ； 8位数 据 S E q B P 1 0 ； S C L置 高 S E T B P 1 1 ； S C D置高， 停止操作 NOP NOP C L R P 1 1 ； S D A置低 C L R P 1 0 ； 启动 A T 2 4 C 5 1 2 AG AI N： R I C A M O V P 1 1 ， C ； 数据位一s D A NOP S E T B P 1 0 ； 数据位- - A T 2 4 C 5 1 2 NOP NOP C L R P 1 0 D J N Z R2 ，A GAI N C A I L D E L 5 MS ； 延 时 5毫秒 S E r r B P1 0 S E T B P 1 1 ； 停止位操作 RET 若向第二片( A l A o = 0 1 ) A T 2 4 C 5 1 中地址 为 7 6 0 0 H单元 写入一字符 A ， 则程序如下 ： MO V A，#0 A 2 H ； 器 件地址 CA I L WRB ： M O V A ，# 7 6 H ； 存储器地址高位 CA I L 嘞 M O V A，# 0 0 H ； 存储器地址低位 C A【 JL嘞 MO V A，#4 1 H ； 写人数 据 C AL L 啪 关于读字节程序略 4 结 语 在存取时间要求不高 、 实时性要求不强的数据采 集的存储系统中， 特别是对数据存储容量要求较大 的 数据采集系统 ， 广泛使用 A T 2 4 C 5 1 2串行大容量存储器 ( E E P R O M) ， 使产品开发 的硬件成本 、 功耗 、 体积大大 降低 因此 A T 2 4 C 5 1 2 串行大容量存储器有很大的推广 应用前 景 ( 下转 第 1 3页 ) 维普资讯 堡 堡L 堕 _ 塑旦 Z Z 垄塑 墅 塑 堡 墨 堑 塑堕 2 阿立民单片机应用技术选编( 7 ) M 北京： 北京航空航天大学出版社 ，1 9 9 9 3 李中华 一种远程数据采集模块的设计 J 1 | 匕 工 自动 化及 义表 ， 2 0 0 3 ， 3 0 ( 2 ) ： 4 8 5 3 1 3 App l i c a t i o n o f AD7 7 3 0 i n Da t a Pr o c e s s i n g S y s t e m o f St i ff Te s t M a c h i n e C H E N x u ，ME NG j i n f u ，G U h u i p j n ( 1 Z h o n u a n I n s t i t u e o f T e c h n 。 1 。 g Y ，Zh e n g z h 。 u 45 0 0 07； 2S HEN MA I n d u s t r y CO ，L TD，He n a l l P i n g d i n g s ha n 45 7 0 0 0 ，Ch i n a ) b s c t ： i S p a f ) e ri nf f ( u c e s 2 4 h i g h p e r f o r m c e m o d u J u s c 。 n v e r s i 。 n c h i p A D 7 7 3 0 a J 1 d i t s a p p l i c a t i 。 n i 】 1 i ro a c h m ： d a ta p e s i 。 n g s y s t e ms y s t e ma d c c 。 mp 。 6 。 n b J 0 Hc k d i a g r a m ，s 。 f t wa r e pmg 啪 n。 w c h a r t a n d p mg r a m l i s t a r e d l 川 n n 。B y n J a J a p p J a t i 0 n p m0 f ，s y s f e m a 【 s ( 1 h e m e d e s i g n i s r e a S 。 n a b l e ，p mc t i c a l i t y i s s t mn g，s 。 l v i n t h e a c t u a l p r o h 】 P n ! i n s t i ff t e s t ma c h i n e d a t a h a n d l i n g c o n s c i e n t i o u s l v _ ( 上 接第 7页 ) 参考文献 ： 1 何立民 单片机实用技术选编 M 北 京 ： 北 京航 空航 天 大 学出版 社 ， 】 9 9 2 2 周巧娣 ， 刘敬彪 A T 2 4 C 2 5 6在单片机系统 中的应用 J 电子 元器 件 应用 ， 2 o O 2 ， ( 9 ) ： 5 55 7 3 杨学昭， 陈旭 ， 涂琨 基于单片机实现的掌上无线抄表 系统 J 电测 与仪表， 2 ( ) ( 4 ， ( 5 ) ： 3 33 5 The App l i c a t i o n o f AT2 4 C5 1 2 i n W i r e l e s s Re a d i ng M