使用逻辑分析仪服辅助读写AT24C02

登录 · 发表于 2024-3-20 22:15

本帖最后由 woai32lala 于 2024-3-20 22:24 编辑

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使用逻辑分析仪辅助读写AT24C02

一、IIC基本介绍

1、IC通信接口的来历

lIC(Inter-ntegrated Circuit)其实是IICBus简称，所以中文应该叫集成电路总线，它是一种串行通信总线，使用多主从架构，由飞利浦公司在1980年代为了让主板、嵌入式系统或手机用以连接低速周边设备而发展。

二、IIC通信接口

1、设备地址的组成

① 双线制。一根是SCL，作为时钟同步线;一根是SDA，作为数据传输线

② 半双工。因为真正做数据传输的只有SDA，所以使用IIC通信的双方能双向通信，但不能同时

③ 同步通信。有同步信号线SCL，通信协议时序严格，SDA在通信双方初步同步后在SCL的时序下按位传输数据

④ 通信为主从机模式。支持一主多从模式，通信过程中SCL一直由主机控制，而SDA则不固定

⑤ 从属设备地址。因为支持主从机模式，所以IIC总线中主机在通信过程中为了确保找到具体的从机，需要先知道该从机的设备地址(Device Address)而主机则不需要设备地址

2、设备地址的组成

①设备地址一般由7bit组成，在IIC通信时，其左移一位，将最低位用作为读写位xxxx xxx(w/r)比如:

0x50 ---- 0101 0000

实际使用时0x50<<1 ==== 0xA0 最低位作为读写位

②读写位

因为IIC是半双工通信接口，所以在主机开始与从机通信前，主机需要告诉从机此次通信是谁做为发送方，谁做为接收方。故有了读写位。其中最低位为0表示写模式----主机作为发送方1表示读模式---主机作为接收方

以0x50器件地址为例:

(0x50<<1)|0x00 ==== 0xA0------写模式设备地址(0x50<<1)|0x01 ==== 0xA1------读模式设备地址

3、AT24C02介绍

3.1、设备地址

AT24C02的前四位地址是固定，为1010.

后三位地址是由下面三个引脚电平状态决定。

在原理图中，我们将这三个引脚都接地，所以A2、A1、A0都为0,因此设备AT24C02设备地址为1010000，即0x50,因为地址位于高位，8位数据最后一位为读写判断。

因此

写模式设备地址:0xA0

读模式设备地址:0xA1

3.2、存储大小

AT24C02共有16页，一页可存储16个字节，则一共可存储256个字节。

三、IIC时序

1、空闲状态

I2C总线总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时，规定为总线的空闲状态。此时各个器件的输出级场效应管均处在截止状态，即释放总线，由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。

2、起始信号

由主设备发起，SDA和SCL都为高电平，并且高电平保持足够的一段时间，叫做启动信号的建立时间，然后 SDA由高到低的跳变，也需要保持一段时间，建立时间和保持时间可查看数据手册，如下图所示，即Start Hold Time 和Start Set-up Time，可以看出需要最少保持0.6us，那我们延时4个us，逻辑分析仪时序图绿点为起始信号，SDA由高电平变为低电平。

复制

//产生IIC起始信号

voidIIC_Start(void)

{

    // 1.首先把数据线设置为输出模式

    // 总线空闲, SCL和SDA输出高

    SDA_OUT();     //sda线输出

    IIC_SDA=1;

    IIC_SCL=1;

    delay_us(4);

    IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATAchange form high to low

    delay_us(4);

    IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据

}

3、停止信号

I2C通信的停止信号由主设备终止，SCL保持高电平，SDA由低电平跳变到高电平。由下图可知，停止信号SCL为在时钟信号为高电平时，SDA由高电平变为低电平，并保持至少0.6us事假，我们也延时4us。

复制

//产生IIC停止信号

void IIC_Stop(void)

{

   SDA_OUT();//sda线输出

   IIC_SCL=0;

   IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to high

   delay_us(4);

   IIC_SCL=1;

   IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号

   delay_us(4);

}

4、 ACK

发送器每发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。应答信号为低电平时，规定为有效应答位（ACK简称应答位），表示接收器已经成功地接收了该字节；应答信号为高电平时，规定为非应答位（NACK），一般表示接收器接收该字节没有成功。对于反馈有效应答位ACK的要求是，接收器在第9个时钟脉冲之前的低电平期间将SDA线拉低，并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。如果接收器是主控器，则在它收到最后一个字节后，发送一个NACK信号，以通知被控发送器结束数据发送，并释放SDA线，以便主控接收器发送一个停止信号P。

5、应答时序

在第9个时钟SDA 变为低电平，如下图所示。

不应答时序

在第9个时钟SDA 为高电平，如下图所示。

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//等待应答信号到来

//返回值：1，接收应答失败  0，接收应答成功

u8IIC_Wait_Ack(void)

{

    u8 ucErrTime=0;

    SDA_IN();      //SDA设置为输入

    IIC_SDA=1;

    delay_us(1);

    IIC_SCL=1;

    delay_us(1);

    while(READ_SDA)

    {

        ucErrTime++;

        if(ucErrTime>250)

        {

            IIC_Stop();

            return 1;

        }

    }

    IIC_SCL=0;//时钟输出0

    return 0;

}

//产生ACK应答

voidIIC_Ack(void)

{

    IIC_SCL=0;

    SDA_OUT();

    IIC_SDA=0;

    delay_us(2);

    IIC_SCL=1;

    delay_us(2);

    IIC_SCL=0;

}

//不产生ACK应答

voidIIC_NAck(void)

{

    IIC_SCL=0;

    SDA_OUT();

    IIC_SDA=1;

    delay_us(2);

    IIC_SCL=1;

    delay_us(2);

    IIC_SCL=0;

}

6、发送一个字节

我们发送一个0x30,时序如下图所示。

我们往AT24C02的0x00地址写0x05

复制

//在AT24CXX里面的指定地址开始写入指定个数的数据

//WriteAddr:开始写入的地址 对24c02为0~255

//pBuffer   :数据数组首地址

//NumToWrite:要写入数据的个数

voidAT24CXX_Write(u16 WriteAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToWrite)

{

       while(NumToWrite--)

       {

              AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr,*pBuffer);

              WriteAddr++;

              pBuffer++;

       }

}

//IIC发送一个字节

//返回从机有无应答

//1，有应答

//0，无应答

voidIIC_Send_Byte(u8 txd)

{

    u8 t;

    SDA_OUT();

    IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输

    for(t=0; t<8; t++)

    {

        IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;

        txd<<=1;

        delay_us(2);   //对TEA5767这三个延时都是必须的

        IIC_SCL=1;

        delay_us(2);

        IIC_SCL=0;

        delay_us(2);

    }

}

7、读一个字节时序

任意读取一个地址里面的内容，读取时序如下图所示。

读取AT24C02 地址0x00中的字节，之前写入为0x05,我们读出来也为0x05,读取正确。

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//在AT24CXX里面的指定地址开始读出指定个数的数据

//ReadAddr:开始读出的地址 对24c02为0~255

//pBuffer  :数据数组首地址

//NumToRead:要读出数据的个数

voidAT24CXX_Read(u16 ReadAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToRead)

{

while(NumToRead)

{

        *pBuffer++=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr++);      

        NumToRead--;

}

}

//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK

u8IIC_Read_Byte(unsigned char ack)

{

    unsigned char i,receive=0;

    SDA_IN();//SDA设置为输入

    for(i=0; i<8; i++ )

    {

        IIC_SCL=0;

        delay_us(2);

        IIC_SCL=1;

        receive<<=1;

        if(READ_SDA)receive++;

        delay_us(1);

    }

    if (!ack)

        IIC_NAck();//发送nACK

    else

        IIC_Ack(); //发送ACK

    return receive;

}

以上就是使用逻辑分析仪服辅助读写AT24C02操作流程，如有错误，请指教。

[资料干货] 使用逻辑分析仪服辅助读写AT24C02

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