EEPROM 寫數(shù)據流程

第一步，首先是 I2C 的起始信號，接著跟上首字節(jié)，也就是我們前邊講的 I2C 的器件地址，并且在讀寫方向上選擇“寫”操作。

第二步，發(fā)送數(shù)據的存儲地址。24C02 一共256個字節(jié)的存儲空間，地址從 0x00～0xFF，我們想把數(shù)據存儲在哪個位置，此刻寫的就是哪個地址。

第三步，發(fā)送要存儲的數(shù)據第一個字節(jié)、第二個字節(jié)??注意在寫數(shù)據的過程中，EEPROM 每個字節(jié)都會回應一個“應答位0”，來告訴我們寫 EEPROM 數(shù)據成功，如果沒有回應答位，說明寫入不成功。

在寫數(shù)據的過程中，每成功寫入一個字節(jié)，EEPROM 存儲空間的地址就會自動加1，當加到 0xFF 后，再寫一個字節(jié)，地址會溢出又變成了 0x00。

EEPROM 讀數(shù)據流程

第一步，首先是 I2C 的起始信號，接著跟上首字節(jié)，也就是我們前邊講的 I2C 的器件地址，并且在讀寫方向上選擇“寫”操作。這個地方可能有同學會詫異，我們明明是讀數(shù)據為何方向也要選“寫”呢？剛才說過了，24C02 一共有256個地址，我們選擇寫操作，是為了把所要讀的數(shù)據的存儲地址先寫進去，告訴 EEPROM 我們要讀取哪個地址的數(shù)據。這就如同我們打電話，先撥總機號碼（EEPROM 器件地址），而后還要繼續(xù)撥分機號碼（數(shù)據地址），而撥分機號碼這個動作，主機仍然是發(fā)送方，方向依然是“寫”。

第二步，發(fā)送要讀取的數(shù)據的地址，注意是地址而非存在 EEPROM 中的數(shù)據，通知EEPROM 我要哪個分機的信息。

第三步，重新發(fā)送 I2C 起始信號和器件地址，并且在方向位選擇“讀”操作。

這三步當中，每一個字節(jié)實際上都是在“寫”，所以每一個字節(jié) EEPROM 都會回應一個“應答位0”。

第四步，讀取從器件發(fā)回的數(shù)據，讀一個字節(jié)，如果還想繼續(xù)讀下一個字節(jié)，就發(fā)送一個“應答位 ACK(0)”，如果不想讀了，告訴 EEPROM，我不想要數(shù)據了，別再發(fā)數(shù)據了，那就發(fā)送一個“非應答位 NAK(1)”。

和寫操作規(guī)則一樣，我們每讀一個字節(jié)，地址會自動加1，那如果我們想繼續(xù)往下讀，給 EEPROM 一個 ACK(0)低電平，那再繼續(xù)給 SCL 完整的時序，EEPROM 會繼續(xù)往外送數(shù)據。如果我們不想讀了，要告訴 EEPROM 不要數(shù)據了，那我們直接給一個 NAK(1)高電平即可。這個地方大家要從邏輯上理解透徹，不能簡單的靠死記硬背了，一定要理解明白。梳理一下幾個要點： A、在本例中單片機是主機，24C02 是從機； B、無論是讀是寫，SCL 始終都是由主機控制的； C、寫的時候應答信號由從機給出，表示從機是否正確接收了數(shù)據； D、讀的時候應答信號則由主機給出，表示是否繼續(xù)讀下去。

那我們下面寫一個程序，讀取 EEPROM 的 0x02 這個地址上的一個數(shù)據，不管這個數(shù)據之前是多少，我們都將讀出來的數(shù)據加1，再寫到 EEPROM 的 0x02 這個地址上。此外我們將 I2C 的程序建立一個文件，寫一個 I2C.c 程序文件，形成我們又一個程序模塊。大家也可以看出來，我們連續(xù)的這幾個程序，Lcd1602.c 文件里的程序都是一樣的，今后我們大家寫 1602 顯示程序也可以直接拿過去用，大大提高了程序移植的方便性。

/******************************I2C.c 文件程序源代碼******************************/
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#define I2CDelay() {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}
sbit I2C_SCL = P3^7;
sbit I2C_SDA = P3^6;
/* 產生總線起始信號 */
void I2CStart(){
    I2C_SDA = 1; //首先確保 SDA、SCL 都是高電平
    I2C_SCL = 1;
    I2CDelay();
    I2C_SDA = 0; //先拉低 SDA
    I2CDelay();
    I2C_SCL = 0; //再拉低 SCL
}
/* 產生總線停止信號 */
void I2CStop(){
    I2C_SCL = 0; //首先確保 SDA、SCL 都是低電平
    I2C_SDA = 0;
    I2CDelay();
    I2C_SCL = 1; //先拉高 SCL
    I2CDelay();
    I2C_SDA = 1; //再拉高 SDA
    I2CDelay();
}
/* I2C 總線寫操作，dat-待寫入字節(jié)，返回值-從機應答位的值 */
bit I2CWrite(unsigned char dat){
    bit ack; //用于暫存應答位的值
    unsigned char mask; //用于探測字節(jié)內某一位值的掩碼變量

    for (mask=0x80; mask!=0; mask>>=1){ //從高位到低位依次進行
        if ((mask&dat) == 0){ //該位的值輸出到 SDA 上
            I2C_SDA = 0;
        }else{
            I2C_SDA = 1;
        }
        I2CDelay();
        I2C_SCL = 1; //拉高 SCL
        I2CDelay();
        I2C_SCL = 0; //再拉低 SCL，完成一個位周期
    }

    I2C_SDA = 1; //8 位數(shù)據發(fā)送完后，主機釋放 SDA，以檢測從機應答
    I2CDelay();
    I2C_SCL = 1; //拉高 SCL
    ack = I2C_SDA; //讀取此時的 SDA 值，即為從機的應答值
    I2CDelay();
    I2C_SCL = 0; //再拉低 SCL 完成應答位，并保持住總線
    //應答值取反以符合通常的邏輯：
    //0=不存在或忙或寫入失敗，1=存在且空閑或寫入成功
    return (~ack);
}
/* I2C 總線讀操作，并發(fā)送非應答信號，返回值-讀到的字節(jié) */
unsigned char I2CReadNAK(){
    unsigned char mask;
    unsigned char dat;

    I2C_SDA = 1; //首先確保主機釋放 SDA
    for (mask=0x80; mask!=0; mask>>=1){ //從高位到低位依次進行
        I2CDelay();
        I2C_SCL = 1; //拉高 SCL
        if(I2C_SDA == 0){ //讀取 SDA 的值
            dat &= ~mask; //為 0 時，dat 中對應位清零
        }else{
            dat |= mask; //為 1 時，dat 中對應位置 1
        }
        I2CDelay();
        I2C_SCL = 0; //再拉低 SCL，以使從機發(fā)送出下一位
    }
    I2C_SDA = 1; //8 位數(shù)據發(fā)送完后，拉高 SDA，發(fā)送非應答信號
    I2CDelay();
    I2C_SCL = 1; //拉高 SCL
    I2CDelay();
    I2C_SCL = 0; //再拉低 SCL 完成非應答位，并保持住總線
    return dat;
}

/* I2C 總線讀操作，并發(fā)送應答信號，返回值-讀到的字節(jié) */
unsigned char I2CReadACK(){
    unsigned char mask;
    unsigned char dat;

    I2C_SDA = 1; //首先確保主機釋放 SDA
    for (mask=0x80; mask!=0; mask>>=1){ //從高位到低位依次進行
        I2CDelay();
        I2C_SCL = 1; //拉高 SCL
        if(I2C_SDA == 0){ //讀取 SDA 的值
            dat &= ~mask; //為 0 時，dat 中對應位清零
        }else{
            dat |= mask; //為 1 時，dat 中對應位置 1
        }
        I2CDelay();
        I2C_SCL = 0; //再拉低 SCL，以使從機發(fā)送出下一位
    }
    I2C_SDA = 0; //8 位數(shù)據發(fā)送完后，拉低 SDA，發(fā)送應答信號
    I2CDelay();
    I2C_SCL = 1; //拉高 SCL
    I2CDelay();
    I2C_SCL = 0; //再拉低 SCL 完成應答位，并保持住總線
    return dat;
}

I2C.c 文件提供了 I2C 總線所有的底層操作函數(shù)，包括起始、停止、字節(jié)寫、字節(jié)讀+應答、字節(jié)讀+非應答。

/***************************Lcd1602.c 文件程序源代碼*****************************/
#include <reg52.h>

#define LCD1602_DB P0
sbit LCD1602_RS = P1^0;
sbit LCD1602_RW = P1^1;
sbit LCD1602_E = P1^5;

/* 等待液晶準備好 */
void LcdWaitReady(){
    unsigned char sta;
    LCD1602_DB = 0xFF;
    LCD1602_RS = 0;
    LCD1602_RW = 1;
    do {
        LCD1602_E = 1;
        sta = LCD1602_DB; //讀取狀態(tài)字
        LCD1602_E = 0;
    }while (sta & 0x80); //bit7 等于 1 表示液晶正忙，重復檢測直到其等于 0 為止
}
/* 向 LCD1602 液晶寫入一字節(jié)命令，cmd-待寫入命令值 */
void LcdWriteCmd(unsigned char cmd){
    LcdWaitReady();
    LCD1602_RS = 0;
    LCD1602_RW = 0;
    LCD1602_DB = cmd;
    LCD1602_E = 1;
    LCD1602_E = 0;
}
/* 向 LCD1602 液晶寫入一字節(jié)數(shù)據，dat-待寫入數(shù)據值 */
void LcdWriteDat(unsigned char dat){
    LcdWaitReady();
    LCD1602_RS = 1;
    LCD1602_RW = 0;
    LCD1602_DB = dat;
    LCD1602_E = 1;
    LCD1602_E = 0;
}
/* 設置顯示 RAM 起始地址，亦即光標位置，(x,y)-對應屏幕上的字符坐標 */
void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y){
    unsigned char addr;

    if (y == 0){ //由輸入的屏幕坐標計算顯示 RAM 的地址
        addr = 0x00 + x; //第一行字符地址從 0x00 起始
    }else{
        addr = 0x40 + x; //第二行字符地址從 0x40 起始
    }
    LcdWriteCmd(addr | 0x80); //設置 RAM 地址
}
/* 在液晶上顯示字符串，(x,y)-對應屏幕上的起始坐標，str-字符串指針 */
void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str){
    LcdSetCursor(x, y); //設置起始地址
    while (*str != '\0'){ //連續(xù)寫入字符串數(shù)據，直到檢測到結束符
        LcdWriteDat(*str++);
    }
}
/* 初始化 1602 液晶 */
void InitLcd1602(){
    LcdWriteCmd(0x38); //16*2 顯示，5*7 點陣，8 位數(shù)據接口
    LcdWriteCmd(0x0C); //顯示器開，光標關閉
    LcdWriteCmd(0x06); //文字不動，地址自動+1
    LcdWriteCmd(0x01); //清屏
}

/*****************************main.c 文件程序源代碼******************************/
#include <reg52.h>
extern void InitLcd1602();
extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str);
extern void I2CStart();
extern void I2CStop();
extern unsigned char I2CReadNAK();
extern bit I2CWrite(unsigned char dat);
unsigned char E2ReadByte(unsigned char addr);
void E2WriteByte(unsigned char addr, unsigned char dat);

void main(){
    unsigned char dat;
    unsigned char str[10];

    InitLcd1602(); //初始化液晶
    dat = E2ReadByte(0x02); //讀取指定地址上的一個字節(jié)
    str[0] = (dat/100) + '0'; //轉換為十進制字符串格式
    str[1] = (dat/10%10) + '0';
    str[2] = (dat%10) + '0';
    str[3] = '\0';

    LcdShowStr(0, 0, str); //顯示在液晶上
    dat++; //將其數(shù)值+1
    E2WriteByte(0x02, dat); //再寫回到對應的地址上
    while (1);
}

/* 讀取 EEPROM 中的一個字節(jié)，addr-字節(jié)地址 */
unsigned char E2ReadByte(unsigned char addr){
    unsigned char dat;

    I2CStart();
    I2CWrite(0x50<<1); //尋址器件，后續(xù)為寫操作
    I2CWrite(addr); //寫入存儲地址
    I2CStart(); //發(fā)送重復啟動信號
    I2CWrite((0x50<<1)|0x01); //尋址器件，后續(xù)為讀操作
    dat = I2CReadNAK(); //讀取一個字節(jié)數(shù)據
    I2CStop();
    return dat;
}
/* 向 EEPROM 中寫入一個字節(jié)，addr-字節(jié)地址 */
void E2WriteByte(unsigned char addr, unsigned char dat){
    I2CStart();
    I2CWrite(0x50<<1); //尋址器件，后續(xù)為寫操作
    I2CWrite(addr); //寫入存儲地址
    I2CWrite(dat); //寫入一個字節(jié)數(shù)據
    I2CStop();
}

這個程序，以同學們現(xiàn)在的基礎，獨立分析應該不困難了，遇到哪個語句不懂可以及時問問別人或者搜索一下，把該解決的問題理解明白。大家把這個程序復制過去后，編譯一下會發(fā)現(xiàn) Keil 軟件提示了一個警告：*** WARNING L16: UNCALLED SEGMENT, IGNORED FOR OVERLAY PROCESS，這個警告的意思是在代碼中存在沒有被調用過的變量或者函數(shù)，即 I2C.c 文件中的 I2CReadACK()這個函數(shù)在本例中沒有用到。

大家仔細觀察一下這個程序，我們讀取 EEPROM 的時候，只讀了一個字節(jié)就要告訴 EEPROM 不需要再讀數(shù)據了，讀完后直接發(fā)送一個“NAK”，因此只調用了 I2CReadNAK()這個函數(shù)，而并沒有調用 I2CReadACK()這個函數(shù)。我們今后很可能讀數(shù)據的時候要連續(xù)讀幾個字節(jié)，因此這個函數(shù)寫在了 I2C.c 文件中，作為 I2C 功能模塊的一部分是必要的，方便我們這個文件以后移植到其他程序中使用，因此這個警告在這里就不必管它了。