【CW32模块使用】AT24C02-EEPROM存储器

Zhiniaocun 发表于 2025-5-8 11:27

EEPROM (Electrically Erasable Programmable read only memory)是指带电可擦可编程只读存储器。是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。EEPROM 可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。一般用在即插即用。AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM，内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个16字节页写缓冲器。该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。

一、模块来源
模块实物展示：

二、规格参数
工作电压：1.8V-5.5V

工作电流：最大3mA

通信接口：IIC

内存：2048位

时钟速度：5V时最大1000Khz，其余为400Khz

以上信息见厂家资料文件

三、移植过程
我们的目标是将例程移植至CW32F030C8T6开发板上【能够播报语音的功能】。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现读取数据，再移植至我们的工程。

3.1查看资料

上图是AT24CXX的设备地址（第一行的为AT24C02，它的容量为2K），我们发现AT24CXX整个系列芯片的地址高四位都相同，都是1010，这四位是由生产商固化在芯片内部，无法改变。

AT24C02地址的低三位（不包括读写位）对应芯片的三个引脚，也就是说这三位是可以人为设定的，23=8，所以一条I2C总线上可以挂载8个AT24C02。

AT24C02的地址为7位二进制数，下图中最后一位是读写位（数据方向位），1 表示读数据，0 表示写数据。

这样，7位设备地址加1位读写位，构成I2C的寻址数据。I2C 总线的寻址过程中，通常在起始条件后的第一个字节决定了主机选择哪一个从机，该字节的最后一位决定数据传输方向。

AT24C02读写：AT24C02的存储空间为2K位（256字节），在对其进行写数据时，最小写入单位为字节（Byte），最大写入单位为页（Page），AT24C02页大小为 16 Byte。

字节写

在字节写模式下，主器件发送起始信号和从器件地址信息（R/W 位置零）给从器件，在从器件送回应答信号后，主器件发送 AT24WC01/02/04/08/16 的字节地址，主器件在收到从器件的应答信号后，再发送数据到被寻址的存储单元。AT24WC01/02/04/08/16 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，AT24WC01/02/04/08/16 不再应答主器件的任何请求。

页写

用页写，AT24WC01 可一次写入 8 个字节数据，AT24WC02/04/08/16 可以一次写入 16 个字节的数据，页写操作的启动和字节写一样，不同在于传送了一字节数据后并不产生停止信号，主器件被允许发送 P（AT24WC01 P=7；AT24WC02/04/08/16 P=15）个额外的字节。每发送一个字节数据后 AT24WC01/02/04/08/16 产生一个应答位并将字节地址低位加 1，高位保持不变。

如果在发送停止信号之前主器件发送超过P+1个字节，地址计数器将自动翻转，先前写入的数据被覆盖。

接收到P+1字节数据和主器件发送的停止信号后，AT24CXXX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AT24WC01/02/04/08/16。

当前地址读

AT24WC01/02/04/08/16 的地址计数器内容为最后操作字节的地址加 1。也就是说如果上次读/写的操作地址为 N，则立即读的地址从地址 N+1 开始。如果 N=E（这里对 24WC01 E=127；对 24WC02 E=255；对 24WC04 E=511；对 24WC08 E=1023；对 24WC16 E=2047）则计数器将翻转到 0 且继续输出数据。AT24WC01/02/04/08/16 接收到从器件地址信号后（R/W 位置 1），它首先发送一个应答信号，然后发送一个 8 位字节数据。主器件不需发送一个应答信号，但要产生一个停止信号。

选择读（随机读）

选择性读操作允许主器件对寄存器的任意字节进行读操作，主器件首先通过发送起始信号、从器件地址和它想读取的字节数据的地址执行一个伪写操作。在 AT24WC01/02/04/08/16 应答之后，主器件重新发送起始信号和从器件地址，此时 R/W 位置 1，AT24WC01/02/04/08/16 响应并发送应答信号，然后输出所要求的一个 8 位字节数据，主器件不发送应答信号但产生一个停止信号。

连续读

连续读操作可通过立即读或选择性读操作启动。在 AT24WC01/02/04/08/16 发送完一个 8 位字节数据后，主器件产生一个应答信号来响应，告知 AT24WC01/02/04/08/16 主器件要求更多的数据，对应每个主机产生的应答信号 AT24WC01/02/04/08/16 将发送一个 8 位数据字节。当主器件不发送应答信号而发送停止位时结束此操作。

从 AT24WC01/02/04/08/16 输出的数据按顺序由 N 到 N+1 输出。读操作时地址计数器在 AT24WC01/02/04/08/16 整个地址内增加，这样整个寄存器区域在可在一个读操作内全部读出。当读取的字节超过 E（对于 24WC01 E=127；对 24WC02 E=255；对 24WC04 E=511；对 24WC08 E=1023；对 24WC16 E=2047）计数器将翻转到零并继续输出数据字节。

3.2引脚选择

模块接线图

3.3移植至工程
移植步骤中的导入.c和.h文件与【CW32模块使用】DHT11温湿度传感器相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_at24c02.c与bsp_at24c02.h。这里不再过多讲述，移植完成后面修改相关代码。

在文件bsp_at24c02.c中，编写如下代码。

/*
* Change Logs:
* Date       Author    Notes
* 2024-06-25 LCKFB-LP first version
*/
#include "bsp_at24c02.h"
#include "stdio.h"

// SLAVE ADDRESS+W为0xA0，SLAVE ADDRESS+R为0xA1
#define AT24C02_ADDRESS_READ             0xA0
#define AT24C02_ADDRESS_WRITE             0xA1

/******************************************************************
* 函数名称：AT24C02_GPIO_Init
* 函数说明：AT24C02的引脚初始化
* 函数形参：无
* 函数返回：无
* 作    者：LC
* 备    注：无
******************************************************************/
void AT24C02_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化结构体

RCC_AT24C02_GPIO_ENABLE();    // 使能GPIO时钟

GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA|GPIO_SCL; // GPIO引脚
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; // 开漏输出
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; // 输出速度高
GPIO_Init(PORT_AT24C02, &GPIO_InitStruct);// 初始化
}

/******************************************************************
* 函数名称：IIC_Start
* 函数说明：IIC起始时序
* 函数形参：无
* 函数返回：无
* 作    者：LC
* 备    注：无
******************************************************************/
void IIC_Start(void)
{
   SDA_OUT();

   SDA(1);
   delay_us(5);
   SCL(1);
   delay_us(5);

   SDA(0);
   delay_us(5);
   SCL(0);
   delay_us(5);

}
/******************************************************************
* 函数名称：IIC_Stop
* 函数说明：IIC停止信号
* 函数形参：无
* 函数返回：无
* 作    者：LC
* 备    注：无
******************************************************************/
void IIC_Stop(void)
{
   SDA_OUT();
   SCL(0);
   SDA(0);

   SCL(1);
   delay_us(5);
   SDA(1);
   delay_us(5);

}

/******************************************************************
* 函数名称：IIC_Send_Ack
* 函数说明：主机发送应答或者非应答信号
* 函数形参：0发送应答1发送非应答
* 函数返回：无
* 作    者：LC
* 备    注：无
******************************************************************/
void IIC_Send_Ack(unsigned char ack)
{
   SDA_OUT();
   SCL(0);
   SDA(0);
   delay_us(5);
   if(!ack) SDA(0);
   else SDA(1);
   SCL(1);
   delay_us(5);
   SCL(0);
   SDA(1);
}

/******************************************************************
* 函数名称：I2C_WaitAck
* 函数说明：等待从机应答
* 函数形参：无
* 函数返回：0有应答1超时无应答
* 作    者：LC
* 备    注：无
******************************************************************/
unsigned char I2C_WaitAck(void)
{

   char ack = 0;
   unsigned char ack_flag = 10;
   SCL(0);
   SDA(1);
   SDA_IN();
   delay_us(5);
   SCL(1);
delay_us(5);

   while( (SDA_GET()==1) && ( ack_flag ) )
   {
                     ack_flag--;
                     delay_us(5);
   }

   if( ack_flag <= 0 )
   {
                     IIC_Stop();
                     return 1;
   }
   else
   {
                     SCL(0);
                     SDA_OUT();
   }
   return ack;
}

/******************************************************************
* 函数名称：Send_Byte
* 函数说明：写入一个字节
* 函数形参：dat要写入的数据
* 函数返回：无
* 作    者：LC
* 备    注：无
******************************************************************/
void Send_Byte(uint8_t dat)
{
int i = 0;
SDA_OUT();
SCL(0);//拉低时钟开始数据传输

for( i = 0; i < 8; i++ )
{
   SDA( (dat & 0x80) >> 7 );
   delay_us(1);
   SCL(1);
   delay_us(5);
   SCL(0);
   delay_us(5);
   dat<<=1;
}
}

/******************************************************************
* 函数名称：Read_Byte
* 函数说明：IIC读时序
* 函数形参：无
* 函数返回：读到的数据
* 作    者：LC
* 备    注：无
******************************************************************/
unsigned char Read_Byte(void)
{
unsigned char i,receive=0;
SDA_IN();//SDA设置为输入
for(i=0;i<8;i++ )
{
   SCL(0);
   delay_us(5);
   SCL(1);
   delay_us(5);
   receive<<=1;
   if( SDA_GET() )
   {
         receive|=1;
   }
   delay_us(5);
}
SCL(0);
return receive;
}

/******************************************************************
* 函数名称：AT24C02_WriteByte
* 函数说明：AT24C02写入一个字节
* 函数形参：WordAddress 要写入字节的地址Data 要写入的数据
* 函数返回：无
* 作    者：LC
* 备    注：无
******************************************************************/
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,unsigned char Data)
{
   IIC_Start();
   Send_Byte(AT24C02_ADDRESS_READ);
   I2C_WaitAck();
   Send_Byte(WordAddress);
   I2C_WaitAck();
   Send_Byte(Data);
   I2C_WaitAck();
   IIC_Stop();
}

/******************************************************************
* 函数名称：AT24C02_ReadByte
* 函数说明：AT24C02读取一个字节
* 函数形参：WordAddress 要读出字节的地址
* 函数返回：读出的数据
* 作    者：LC
* 备    注：无
******************************************************************/
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress)
{
   unsigned char Data;
   IIC_Start();
   Send_Byte(AT24C02_ADDRESS_READ);
   I2C_WaitAck();
   Send_Byte(WordAddress);
   I2C_WaitAck();
   IIC_Start();
   Send_Byte(AT24C02_ADDRESS_WRITE);
   I2C_WaitAck();
   Data=Read_Byte();
   IIC_Send_Ack(1);
   IIC_Stop();
   return Data;
}

在文件bsp_at24c02.h中，编写如下代码。

/*
* Change Logs:
* Date       Author    Notes
* 2024-06-25 LCKFB-LP first version
*/
#ifndef _BSP_AT24C02_H_
#define _BSP_AT24C02_H_

#include "board.h"

//端口移植
#define RCC_AT24C02_GPIO_ENABLE() __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define PORT_AT24C02             CW_GPIOB

#define GPIO_SDA                GPIO_PIN_8
#define GPIO_SCL                GPIO_PIN_9

//设置SDA输出模式
#define SDA_OUT() {    \
                     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;             \
                     GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA;             \
                     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;    \
                     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;       \
                     GPIO_Init(PORT_AT24C02, &GPIO_InitStruct);    \
                  }
//设置SDA输入模式
#define SDA_IN() {    \
                     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;             \
                     GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA;             \
                     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;       \
                     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;       \
                     GPIO_Init(PORT_AT24C02, &GPIO_InitStruct);    \
               }
//获取SDA引脚的电平变化
#define SDA_GET()    GPIO_ReadPin(PORT_AT24C02, GPIO_SDA)
//SDA与SCL输出
#define SDA(x)       GPIO_WritePin(PORT_AT24C02, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )
#define SCL(x)       GPIO_WritePin(PORT_AT24C02, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )

void AT24C02_GPIO_Init(void);
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,unsigned char Data);
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress);
#endif

四、移植验证
在自己工程中的main主函数中，编写如下。

/*
* Change Logs:
* Date       Author    Notes
* 2024-06-25 LCKFB-LP first version
*/
#include "board.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "bsp_at24c02.h"

int32_t main(void)
{
unsigned char dat1 = 0;
unsigned char dat2 = 0;

board_init();
uart1_init(115200U);

AT24C02_GPIO_Init();
printf("start\r\n");

//向0地址写入数据48
AT24C02_WriteByte(0,48);
delay_ms(5);

//向8地址写入数据48
AT24C02_WriteByte(8,66);
delay_ms(5);

//从0地址读取数据到dat1
dat1 = AT24C02_ReadByte(0);
delay_ms(5);
//从8地址读取数据到dat2
dat2 = AT24C02_ReadByte(8);
delay_ms(5);

delay_ms(50);

//输出dat查看数据是否正确
printf("dat1 = %d\r\n",dat1);
delay_ms(1);
printf("dat2 = %d\r\n",dat2);
delay_ms(1);

while(1)
{

}
}

移植现象：

向0地址写入数据48，再读出查看是否是48。

向8地址写入数据66，再读出查看是否是66。

模块移植成功案例代码：

链接：https://pan.baidu.com/s/1vMkhtubSlSjCLW960FccxQ?pwd=LCKF

提取码：LCKF
————————————————

                        版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。

原文链接：https://blog.csdn.net/2302_81038468/article/details/146568790

szt1993 发表于 2025-5-18 20:45

AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM，内部含有256个8位字节

zhouyong77 发表于 2025-5-21 07:43

现在被microchip收购了

liangshuang95 发表于 2025-5-21 08:02

现在EEPROM主要用于存储一些不经常变化的重要数据

小小蚂蚁举千斤 发表于 2025-5-22 12:50

非常不错的产品

AdaMaYun 发表于 2025-5-22 17:31

IIC通讯还是需要进一步细化的

彩虹捕手 发表于 2025-5-23 09:11

看起来你已经成功地将AT24C02模块移植到了CW32F030C8T6开发板上，并且实现了数据的读写功能。如果需要进一步的帮助或者有其他问题，随时欢迎提问。

穷得响叮当侠 发表于 2025-5-23 12:57

这个帖子详细介绍了AT24C02-EEPROM存储器的使用方法和移植过程，对于需要在CW32F030C8T6开发板上实现存储功能的开发者来说非常有用。

懒癌晚期患者 发表于 2025-5-24 10:55

看起来你已经成功地将AT24C02模块移植到了CW32F030C8T6开发板上，并且实现了数据的读写功能。这是一个非常实用的存储解决方案，特别是在需要非易失性存储时。如果你有任何问题或者需要进一步的帮助，请随时提问。

星空魔法师 发表于 2025-5-24 19:25

看起来你已经成功地将AT24C02-EEPROM存储器移植到了CW32F030C8T6开发板上，并且能够进行读写操作。这是一个很好的例子，展示了如何将EEPROM存储器集成到嵌入式系统中。

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