近年來，以單片機為核心構(gòu)成的智能儀器儀表與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲得了愈來愈廣泛的應用。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲方法均是通過總線型非易失數(shù)據(jù)存儲器來保存采集的數(shù)據(jù)。隨著單片機技術(shù)的不斷發(fā)展及各種非總線型單片機的不斷涌現(xiàn)，采用非總線型單片機并配合大容量串行e2prom構(gòu)成的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，將是一種非常好的數(shù)據(jù)存儲方法。該方法一方面可提高系統(tǒng)的可靠性，另一方面又可降低系統(tǒng)成本。

　　at24c512是atmel公司新近推出的具有i2c總線容量達512kbit（64k×8）的e2prom，該芯片的主要特性如下：存儲容量為65536byte；與100khz、400khz、1mhzi2c總線兼容；100000次編程/擦寫周期；單電源、讀寫電壓為1.8v～5.5v；esd保護電壓>4kv；數(shù)據(jù)可保存40年；寫保護功能，當wp為高電平時，進入寫保護狀態(tài)；cmos低功耗技術(shù)，最大寫入電流為3ma；128byte頁寫入緩存器；自動定時的寫周期；具有8引腳dip及20引腳soic封裝等多種封裝形式。

　　2引腳排列及功能

　　at24c512的dip型封裝及20引腳的soic型封裝的引腳排，各個引腳的功能如下：

　　scl：串行時鐘該引腳為一輸入引腳，用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘。

　　sda：串行數(shù)據(jù)/地址雙向串行數(shù)據(jù)/地址引腳，用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收。sda是1個開漏輸出引腳，可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進行線接。

　　wp：寫保護當引腳wp連接到vcc時，所有存儲數(shù)據(jù)變?yōu)閷懕Ｗo。當引腳wp接vss時，則允許器件進行正常讀寫操作。

　　a0，a1：器件地址輸入這兩個引腳為硬件連線或者不連接，通過連接vcc或vss的組合可使單總線最多尋址4個at24c512，當這些引腳沒有連接時其默認值為0。

　　3器件功能描述

　　at24c512是具有i2c總線的存儲芯片，因此該器件必須嚴格遵守i2c總線傳輸協(xié)議。i2c總線簡單的硬件接口是以復雜的時序及軟件編程為代價的，下面首先對該器件的時序進行描述。

　�。�1）起停信號

　　時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從高到低的跳變代為i2c總線的起始信號。時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變代為i2c總線的停止信號。

　　（2）器件尋址

　　主器件通過發(fā)送1個起始信號啟動發(fā)送過程，然后發(fā)送它所需要尋址的從器件地址，8位從器件地址的高5位固定為10100，接下來的2位（a0，a1）為器件的地址位，因此最多可以將4個at24c512連接到同一總線上使存儲容量擴展至256kbyte。注意，這兩位必須與a0和a1兩引腳的輸入狀態(tài)相對應，從器件地址的最低位為讀寫控制位，“1”表示對從器件進行讀操作，“0”表示對從器件進行寫操作，在主器件發(fā)送起始信號和從器件發(fā)送地址字節(jié)后，at24c512監(jiān)測總線并當其地址與發(fā)送的從地址相符時發(fā)出1個應答信號（通過sda線），at24c512再根據(jù)讀寫控制位（r/w）的狀態(tài)進行讀寫操作，從器件地址字節(jié)內(nèi)容。

db7

db6

db5

db4

db3

db2

db1

db0

1

0

1

0

0

a1

a0

r/w

　　（3）應答信號

　　i2c總線傳送數(shù)據(jù)時，每成功傳送1個字節(jié)，接收器都必須產(chǎn)生1個應答信號，應答的器件在第9個時鐘周期將sda線拉低表示其已收到1個8位數(shù)據(jù)。at24c512在接收到起始信號和從器件地址之后產(chǎn)生應答信號，如果器件已選擇了寫操作，則在每接收1個8位字節(jié)之后1個應答信號。

　　當該器件工作于讀模式時，在發(fā)送1個8位數(shù)據(jù)后釋放sda線并監(jiān)測1個應答信號，一旦接收到應答信號，則繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，若主器件沒有發(fā)送應答信號，器件停止傳送數(shù)據(jù)并等待1個停止信號。

　　掌握了at24c512的操作時序后再配合一定的地址/數(shù)據(jù)信息就可完成該器件的讀寫操作。

　　（4）寫操作

　　寫操作可分為字節(jié)寫和頁寫兩種寫入方式。通常e2prom的寫入占用一定的寫入時間，但at24c512內(nèi)部設(shè)有128字節(jié)的頁寫緩存，使得操作該器件如同操作sram一樣方便，頁面緩存使得兩種寫入方式的操作過程相同，區(qū)別僅在于寫入數(shù)據(jù)字節(jié)的多少。下面以字節(jié)寫入為例介紹寫操作過程。

　　在字節(jié)寫操作模式下，主器件首先給從器件發(fā)送起始信號和從器件地址信息，在從器件送回應答信號后，主器件在發(fā)送兩字節(jié)的16位地址信息寫入到at24c512地址指針，主器件在收到從器件的應答信號后，再發(fā)送1個字節(jié)的數(shù)據(jù)到被尋址的存儲單元，從器件在此應答，并在主器件產(chǎn)生停止信號后開始內(nèi)部數(shù)據(jù)擦寫，在內(nèi)部擦寫過程中，從器件不再應答主器件的任何請求，字節(jié)寫入操作時序如圖2所示。

　�。�5）讀操作

　　讀操作分為立即讀、隨機讀和連續(xù)讀。立即讀是在最后操作字節(jié)的地址上加1進行讀取，而連續(xù)讀則是在立即讀和隨機讀起動后主器件通過應答信號響應完成多個數(shù)據(jù)的讀取，在主器件發(fā)出停止信號后結(jié)束讀取過程。下面以隨機讀為例