基于STM32的AT21CS01 EEPROM驱动代码

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AT21CS01/ AT21CS11

      AT21CS01/11 是一种 2 引脚存储器（SI/O 信号和地），其从信号引脚获取电能，从而为集成电路供电。它提供 1024 位串行电可擦除的可编程只读存储器（Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM），该存储器划分为 128 个 8 位字。
      该器件经过了优化，可使用两点机械连接（仅将一个信号（SI/O）和 GND 连接到无电配件）在无电配件中添加配置和使用信息。部分无电配件应用示例包括模拟传感器校准数据存储、打印机墨水/墨粉盒识别以及售后市场消耗品的管理。该器件的软件寻址方案允许最多 8 个器件共享一条通用单线总线。该器件提供多种节省空间的封装选项，SI/O 线的外部上拉电压范围为 1.7V 至 3.6V（AT21CS01）/2.7V 至 4.5V（AT21CS11）。
      AT21CS01/ AT21CS11使用单线串行接口，采用 I2C 协议结构，通过单个 I/O 引脚来实现器件通信。

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复位ack时序

在器件上电后或主器件复位器件（将 SI/O 线保持低电平并持续 tRESET或 tDSCHG）后，主器件必须释放SI/O 线，该线随后将通过外部上拉电阻拉为高电平。之后，主器件必须再等待一段最小 tRRT 时间，然后才能请求从器件获取发现响应应答。

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在发现响应应答序列中，首先是主器件将 SI/O 线驱动为低电平，这将启动 AT21CS01/11 内部时序电路。主器件必须继续将此线驱动为低电平并持续 tDRR。
在 tDRR 时间内，AT21CS01/11 将以并发的方式将 SI/O 驱动为低电平来进行响应。器件会继续将 SI/O 线驱动为低电平，总时长为 tDACK。主器件应从 tDRR 开始的 tMSDR 后对 SI/O 线的状态进行采样。按照定义，最小 tDACK 时间应比最大 tMSDR 时间长，从而确保主器件始终能够正确地从 SI/O 线上采样到低于 VIL 的电压。在 tDACK 时间过后，AT21CS01/11 将释放 SI/O 线，该线随后通过外部上拉电阻拉为高电平。

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代码：

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Ack_t AT21CS01_Reset(void)

{

    u8 res = 0;



    AT21CS01_PowerOn();

        delay_us(20);

        /*for(int i = 0; i < 70 ; i++)*/delay_ms(100);

        

    AT21CS01_IO_L();

    delay_us(400);        //RESET

    AT21CS01_IO_H();

    delay_us(10);        //T_RRT

    AT21CS01_IO_L();

    delay_us(1);        //T_MSDR  2~6us

    AT21CS01_IO_Input();

        delay_us(1);

    res = GPIO_ReadInputDataBit(AT21CS01_IO_PORT, AT21CS01_IO_PIN);        //read ACK

    AT21CS01_IO_Output();

    AT21CS01_IO_H();

    return res ? NACK : ACK;        //read 1 -> NACK

}

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发送时序

主机逻辑0发送波形

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主机逻辑1发送波形

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代码：

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Ack_t AT21CS01_SendByte(u8 data)

{

    u8 i = 0, res = 0;



    AT21CS01_IO_Output();

    for(; i < 8; i++)

    {

        if(data & 0x80)        //高位先发，高位为1

        {

            if(SPEED_MODE == HIGH_SPEED)        //高速模式

            {

                AT21CS01_IO_L();

                delay_us(TLOW_1_HighSpeed);                //发送逻辑1中的低电平

                AT21CS01_IO_H();

                delay_us(THIGH_1_HighSpeed);        //发送逻辑1中的高电平

            }

            else                                                        //标速模式

            {

                AT21CS01_IO_L();

                delay_us(TLOW_1_StandardSpeed);        //发送逻辑1中的低电平

                AT21CS01_IO_H();

                delay_us(THIGH_1_StandardSpeed);//发送逻辑1中的高电平

            }

        }

        else                                                                //高位先发，高位为0

        {

            if(SPEED_MODE == HIGH_SPEED)        //高速模式

            {

                AT21CS01_IO_L();

                delay_us(TLOW_0_HighSpeed);        //发送逻辑0中的低电平

                AT21CS01_IO_H();

                delay_us(THIGH_0_HighSpeed);        //发送逻辑0中的高电平

            }

            else                                                                //标速模式

            {

                AT21CS01_IO_L();

                delay_us(TLOW_0_StandardSpeed);        //发送逻辑0中的低电平

                AT21CS01_IO_H();

                delay_us(THIGH_0_StandardSpeed);        //发送逻辑0中的高电平

            }

        }

        data <<= 1;

    }

    AT21CS01_IO_L();        //拉低准备接收ACK

    if(SPEED_MODE == HIGH_SPEED)

    {

        delay_us(TWACK_HighSpeed);

    }

    else

    {

        delay_us(TWACK_StandardSpeed);

    }

    AT21CS01_IO_Input();

    __nop();

    res = GPIO_ReadInputDataBit(AT21CS01_IO_PORT, AT21CS01_IO_PIN);        //read ACK

    AT21CS01_IO_Output();

    AT21CS01_IO_H();        //释放ACK结束

    if(SPEED_MODE == HIGH_SPEED)

    {

        delay_us(TWACKHIGH_HighSpeed);

    }

    else

    {

        delay_us(TWACKHIGH_StandardSpeed);

    }

    return res ? NACK : ACK;

}

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接收时序

从机逻辑0反馈波形

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从机逻辑1反馈波形

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代码：

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u8 AT21CS01_ReadByte(Ack_t ack)

{

    u8 i = 0, res = 0;



    AT21CS01_IO_Output();

    for(; i < 8; i++)

    {

        res <<= 1;

        AT21CS01_IO_L();

        if(SPEED_MODE == HIGH_SPEED)

        {

            delay_us(TRD_HighSpeed);

        }

        else

        {

            delay_us(TRD_StandardSpeed);

        }

        AT21CS01_IO_Input();

                delay_us(1);        //上拉时间

        res |= GPIO_ReadInputDataBit(AT21CS01_IO_PORT, AT21CS01_IO_PIN);

        AT21CS01_IO_Output();

        AT21CS01_IO_H();

        if(SPEED_MODE == HIGH_SPEED)

        {

            delay_us(TRDHIGH_HighSpeed);

        }

        else

        {

            delay_us(TRDHIGH_StandardSpeed);

        }

    }

    if(SPEED_MODE == HIGH_SPEED)

    {

        if(ack == ACK)

        {

            MACK_HighSpeed();

        }

        else//if(ack == NACK)

        {

            MNACK_HighSpeed();

        }

    }

    else

    {

        if(ack == ACK)

        {

            MACK_StandardSpeed();

        }

        else//if(ack == NACK)

        {

            MNACK_StandardSpeed();

        }

    }

    return res;

}

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连续发送/接收示例

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//连续发送

void AT21CS01_SendData(u8* data, u16 len)

{

    while(len--)

    {

        AT21CS01_SendByte(*data);

        data++;

    }

}

//连续接收

void AT21CS01_ReadData(u8* buffer, u16 len)

{

    int i = 0;

    for( ; i < len - 1; i++)

    {

        buffer[i] = AT21CS01_ReadByte(ACK);

    }

    buffer[i] = AT21CS01_ReadByte(NACK);

}

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EEPROM访问

EEPROM区有多种读写方式，下面以常用的随机地址连续读取和页写操作为例。

只看该作者 · 2022-11-30 19:42

EEPROM读取

随机读操作以与字节写操作相同的方式开始，也就是将新的 EEPROM 存储器地址装入地址指针。但是并不发送字节写操作的数据字节和停止条件，而是将重复的启动条件发送到器件。这一序列称为“虚拟写入”。在发送了“虚拟写入”的器件地址和存储器地址字节之后，AT21CS01/11 将返回 ACK 响应。主器件随后即可启动当前地址读操作（以新的启动条件开始），以从 EEPROM 读取数据。

只看该作者 · 2022-11-30 19:43

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代码：

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void EEPROMRead(u8* buffer, u8 addr, u8 len)

{

    DELAY_HTSS();

    AT21CS01_SendByte(EEPROM_ACCESS | WRITE);//dummy write

    AT21CS01_SendByte(addr);

    delay_us(800);

    AT21CS01_SendByte(EEPROM_ACCESS | READ);

    AT21CS01_ReadData(buffer, len);

    DELAY_HTSS();

}

只看该作者 · 2022-11-30 19:45

EEPROM页写

页写操作允许在一个写周期内最多写入 8 个字节，前提是所有字节都在存储器阵列的同一行（地址位 A6到 A3 相同）。此外，还支持不足 8 字节的部分页写操作。
接收到每个数据字节后，EEPROM 都将以 ACK 进行响应。在发送了所有数据字节后，器件需要一个停止条件来开始写周期。但是，由于停止条件定义为空位帧（SI/O 拉为高电平），因此主器件无需驱动 SI/O线即可实现这一点。如果在任何其他时间发送停止条件，则写操作将中止。在停止条件完成后，内部自计时写周期将开始。SI/O 引脚在整个 tWR 周期内必须通过外部上拉电阻上拉到高电平。因此，在有多个从器件的环境下，如果有任何器件处于内部写周期，则不应尝试与总线上的其他单线器件通信。

只看该作者 · 2022-11-30 19:46

接收到每个数据字节后，存储器地址的低三位在内部递增。高地址位不会递增，器件将保持存储器页位置。无论实际写入的字节数如何，页写操作都仅限于在单个物理页内写入字节。当递增的字地址达到页边界时，地址计数器将“计满返回”到当前页的开头。但是应避免创建“计满返回”，因为页中先前装入的数据可能会被意外更改。在经过了最大 tWR 时间之后，主器件可能会开始新的总线事务。

只看该作者 · 2022-11-30 19:47

代码：
Ack_t EEPROMWritePage(u8* data, u8 addr, u16 len)
{
int i = 0;
Ack_t ack = ACK;

DELAY_HTSS();
ack &= AT21CS01_SendByte(EEPROM_ACCESS | WRITE);
ack &= AT21CS01_SendByte(addr);
for(i = 0; i < len; i++)
{
ack &= AT21CS01_SendByte(data[i]);
}
DELAY_HTSS();
delay_ms(5); //t_WR
return ack;
}