郭洪祥（中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司，重慶　400037）

基于C8051F060單片機(jī)的AT24C1024芯片應(yīng)用

郭洪祥
（中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司，重慶400037）

本文介紹了I2C總線的原理以及2線制串行E2PROM 存儲(chǔ)芯片AT24C1024的時(shí)序結(jié)構(gòu)，結(jié)合C8051F060單片機(jī)的特點(diǎn)，給出了單片機(jī)與存儲(chǔ)芯片硬件連接結(jié)構(gòu)及軟件模擬I2C總線的程序設(shè)計(jì)。

C8051F060；AT24C1024；I2C

1　引言

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的手持設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。因此，人們對(duì)設(shè)備的功耗和存儲(chǔ)空間提出了更高的要求。AT24C1024 是24C系列E2PROM存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)容量最大的一種，具有I2C總線接口功能、功耗小、電源電壓寬（2.7～5.5v）、工作電流和靜態(tài)電流小等特點(diǎn)，其存儲(chǔ)容量為1M位。C8051F060單片機(jī)是美國(guó)Silabs公司生產(chǎn)的系統(tǒng)級(jí)芯片，它具有與8051兼容的高速CIP-51內(nèi)核，指令系統(tǒng)與MCS-51指令集完全兼容，低功耗等優(yōu)點(diǎn)［1］。

本文設(shè)計(jì)的以C8051F060單片機(jī)核心的AT24C1024存儲(chǔ)芯片應(yīng)用，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、存儲(chǔ)速度快、擴(kuò)充空間方便等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已在多個(gè)手持式設(shè)備上得到了廣泛的應(yīng)用。

2　AT24C1024芯片介紹

2.1芯片引腳

AT24C1024提供1，048，567位的串行可電擦除和可編程只讀存儲(chǔ)器，它的每8位組成一個(gè)字節(jié)，共131，072個(gè)字節(jié)，內(nèi)部有512頁(yè)，每頁(yè)有256個(gè)字節(jié)。隨機(jī)訪問(wèn)一個(gè)字地址數(shù)據(jù)需要17位數(shù)據(jù)的字地址。AT24C1024共有6個(gè)有效引腳：VCC、GND、SCL、SDA、A1、WP。其引腳如圖1所示［2］：

圖1　AT24C1024引腳圖

2.2器件寫操作

（1）器件尋址：對(duì)于AT24C1024來(lái)說(shuō)，8位地址的高5位被固定為10100，A1為器件引腳的連接信息，若A1接高電平時(shí)，相應(yīng)軟件中的位為l，A1接地時(shí)，相應(yīng)位為0。P0為頁(yè)地址信息，P0為0時(shí)是對(duì)前256頁(yè)操作，為1時(shí)是對(duì)后256頁(yè)操作。R/W表示對(duì)從器件的讀/寫操作，l為讀，0為寫。

圖2　器件尋址圖

（2）字節(jié)寫：?jiǎn)纹瑱C(jī)發(fā)送兩個(gè)8位地址字寫入AT24C1024的地址指針，在收到AT24C1024的應(yīng)答信號(hào)后，再發(fā)送數(shù)據(jù)到被尋址的存儲(chǔ)單元。

圖3　字節(jié)寫時(shí)序圖

（3）頁(yè)寫：頁(yè)寫操作的啟動(dòng)和字節(jié)寫一樣，不同的是在于傳送了一字節(jié)數(shù)據(jù)后并不產(chǎn)生停止信號(hào)。每發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后AT24C1024產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答位。

圖4　頁(yè)寫時(shí)序圖

2.3器件讀操作

讀當(dāng)前地址內(nèi)容：AT24C1024的地址計(jì)數(shù)器內(nèi)容為最后操作字節(jié)的地址加1。即如果上次讀/寫的操作地址為N，則立即讀的地址從N+1開(kāi)始。AT24C1024接收到地址信號(hào)后（R/W位置1），它首先發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，然后發(fā)送一個(gè)8位字節(jié)數(shù)據(jù)。單片機(jī)不需發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，但要產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào)。

圖5　讀當(dāng)前地址內(nèi)容時(shí)序圖

3　電路設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)采用C8051F060芯片作為上位機(jī)，其引腳P0.0、P0.1分別與AT24C1024的時(shí)序引腳、數(shù)據(jù)引腳相連。P0.2作為片選引腳與AT24C1024的地址引腳相連。同時(shí)為了保證AT24C1024的SCL、SDA能產(chǎn)生可靠的高電平，在其引腳上施加了1K上拉電阻。硬件連接圖如圖6所示［3］：

圖6　硬件連接圖

4　C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

5　結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，該電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的可靠性和穩(wěn)定性，能夠?qū)T24C1024芯片實(shí)現(xiàn)良好的數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)寫入等操作，適用于便攜式、手持式設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。該設(shè)計(jì)已在實(shí)際生產(chǎn)中得到了大量的應(yīng)用。

［1］張培仁，孫力.基于C語(yǔ)言C8051F系列微控制器原理與應(yīng)用［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2007.

［2］AT24C1024數(shù)據(jù)手冊(cè)［EB］.ATMEL，Rev.1471O-SEEPR-3/07.

［3］張迎新，雷文，姚靜波.C8051F系列SOC單片機(jī)原理及應(yīng)用［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.180

郭洪祥（1974-），男，河北石家莊人，碩士，工程師，主要從事檢測(cè)技術(shù)研究工作。