AT24C04、AT24C08、AT24C16系列EEPROM芯片单片机读写驱动程序

EEPROM芯片读写程序相关索引

1.AT24C01/AT24C02系列EEPROM芯片单片机读写驱动程序
2.AT24C04、AT24C08、AT24C16系列EEPROM芯片单片机读写驱动程序
3.AT24C32、AT24C64、AT24C128、AT24C256、AT24C512系列EEPROM芯片单片机读写驱动程序
4.x24Cxx系列EEPROM芯片C语言通用读写程序

一、概述

在之前的一篇博文中，记录了AT24C01、AT24C02芯片的读写驱动，先将之前的相关文章include一下：
1.IIC驱动：4位数码管显示模块TM1637芯片C语言驱动程序
2.AT24C01/AT24C02读写：AT24C01/AT24C02系列EEPROM芯片单片机读写驱动程序
本文记录分享AT24C04、AT24C08、AT24C16芯片的单片机C语言读写驱动程序。

二、芯片对比介绍

上表中的3款芯片，容量不同，均超过了256byte，这样的话，每个byte的地址会超过8bit，但在对byte寻址时，WordAddress的字节数仍然都是1，只不过位数不同，多出来的位数需要使用“页选择位”，即P0/P1/P2位。

器件地址如上图，与24C02有3个引脚作为硬件连接的地址不同，AT24C04、AT24C08、AT24C16分别有2、1、0个引脚作为硬件连接的地址，Px代表的位在寻址时被用作“页选择位”。
其他内容与AT24C01/AT24C02类似，不再赘述。

三、读写操作

3.1 写操作

3.1.1 Byte Write写一个字节

上图是x24C04（实际为BR24G04）的写单个字节的时序，可看出与x24c01/x24c02的写单个字节基本相同，不同的是SlaveAddress中只有A2、A1两位表示硬件地址，另外一位为P0，用来扩展内存字节的地址。x24C08则只有一位A2表示器件的硬件地址，页选择位有P1、P0两位，x24C16没有硬件地址位，也就是说使用x24C16只能在同一条IIC总线上连接1个器件，本来表示地址的3个bit全部用作“页选择位”P2、P1、P0。我们可以通过一些设置，将这3款芯片的读单字节的驱动程序统一起来。

3.1.2 Page Write写一页

上图是x24C04的页写时序，与x24C01、x24C02的也基本相同，仅红框中的部分有区别，和3.1.1中的写单个字节一样，器件地址只有2位，另一位为页选择位；x24C08、x24C16与此类似。

3.2 读操作

3.2.1 读任意地址

上图是x24C04的读任意地址时序，同样，读任意地址的时序与x24C01、x24C02的也基本相同，只是第一次发送的SlaveAddress包含页选择位P0-P2。

3.2.2 顺序读（页读）

上图是x24C04的顺序读即页读的时序，与前述类似，顺序读在发送SlaveAddress的时候，也会包含页选择位。

四、主要代码

4.1 宏定义

同上一篇一样，先对器件地址等信息进行宏定义，根据不同的器件进行条件编译：

#define READ_CMD				1
#define WRITE_CMD				0

#define x24C04//器件名称，x24C04、x24C08或x24C16
#define DEV_ADDR				0xA0					//设备硬件地址

#ifdef x24C04
 	#define PAGE_NUM			32						//页数
	#define PAGE_SIZE			16						//页面大小(字节)
	#define CAPACITY_SIZE		(PAGE_NUM * PAGE_SIZE)	//总容量(字节)
	#define ADDR_BYTE_NUM		1						//地址字节个数
#endif
 
#ifdef x24C08
 	#define PAGE_NUM			64						//页数
	#define PAGE_SIZE			16						//页面大小(字节)
	#define CAPACITY_SIZE		(PAGE_NUM * PAGE_SIZE)	//总容量(字节)
	#define ADDR_BYTE_NUM		1						//地址字节个数
#endif
 
#ifdef x24C16
 	#define PAGE_NUM			128						//页数
	#define PAGE_SIZE			16						//页面大小(字节)
	#define CAPACITY_SIZE		(PAGE_NUM * PAGE_SIZE)	//总容量(字节)
	#define ADDR_BYTE_NUM		1						//地址字节个数
#endif
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4.2 写单个字节（写任意地址）

发送起始信号–>发送器件地址（包含写入命令、页选择位）–>收到应答–>发送需要写入数据的地址（8bit）–>收到应答–>发送需要写入的数据–>收到应答–>发送停止信号

/*******************************************************************************
  * 函数名：x24Cxx_WriteByte
  * 功  能：写一个字节
  * 参  数：u16Addr要写入的地址
			u8Data要写入的数据
  * 返回值：无
  * 说  明：无
*******************************************************************************/
void x24Cxx_WriteByte(uint16_t u16Addr, uint8_t u8Data)
{
	x24Cxx_WriteEnable();//使能写入
	IIC_Start();//起始信号
	IIC_WriteByte(DEV_ADDR | WRITE_CMD | (((uint8_t)((u16Addr >> 8) & 0x07)) << 1));//器件寻址+写+页选择位
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_WriteByte((uint8_t)(u16Addr & 0xFF));//只取地址的低字节，高字节如果有，已经按照页选择位处理过了
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_WriteByte(u8Data);
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_Stop();//停止信号
	x24Cxx_WriteDisble();//禁止写入
}
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4.3 写一页

发送起始信号–>发送器件地址（包含写入命令、页选择位）–>收到应答–>发送需要写入数据的首地址低字节（8bit）–>收到应答–>发送需要写入的第1个数据–>收到应答–>发送需要写入的第2个数据–>收到应答…–>发送需要写入的第n个数据–>收到应答–>发送停止信号

/*******************************************************************************
  * 函数名：x24Cxx_WritePage
  * 功  能：页写
  * 参  数：u16Addr要写入的首地址；
			u8Len写入数据字节数，最大为PAGE_SIZE
			pData要写入的数据首地址
  * 返回值：无
  * 说  明：最多写入1页，防止翻卷，如果地址跨页则去掉跨页的部分
*******************************************************************************/
void x24Cxx_WritePage(uint16_t u16Addr, uint8_t u8Len, uint8_t *pData)
{
	uint8_t i;
	x24Cxx_WriteEnable();//使能写入
	IIC_Start();//起始信号
	IIC_WriteByte(DEV_ADDR | WRITE_CMD | (((uint8_t)((u16Addr >> 8) & 0x07)) << 1));//器件寻址+写+页选择位
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_WriteByte((uint8_t)(u16Addr & 0xFF));//只取地址的低字节，高字节如果有，已经按照页选择位处理过了
	IIC_WaitAck();//等待应答
	if (u8Len > PAGE_SIZE)//长度大于页的长度
	{
		u8Len = PAGE_SIZE;
	}
	if ((u16Addr + (uint16_t)u8Len) > CAPACITY_SIZE)//超过容量
	{
		u8Len = (uint8_t)(CAPACITY_SIZE - u16Addr);
	}
	if (((u16Addr % PAGE_SIZE) + (uint16_t)u8Len) > PAGE_SIZE)//判断是否跨页
	{
		u8Len -= (uint8_t)((u16Addr + (uint16_t)u8Len) % PAGE_SIZE);//跨页，截掉跨页的部分
	}
	
	for (i = 0; i < u8Len; i++)
	{
		IIC_WriteByte(*(pData + i));
		IIC_WaitAck();//等待应答
	}
	IIC_Stop();//停止信号	
	x24Cxx_WriteDisble();//禁止写入
}
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4.4 读单个字节（读任意地址）

发送起始信号–>发送器件地址（包含写入命令、页选择位）–>收到应答–>发送需要读取数据的地址低字节–>收到应答–>发送起始信号–>发送器件地址（包含读取命令）–>收到应答–>读取数据–>不应答–>发送停止信号

/*******************************************************************************
  * 函数名：x24Cxx_ReadByte
  * 功  能：读一个字节
  * 参  数：u16Addr要读取的地址
  * 返回值：u8Data读出的数据
  * 说  明：无
*******************************************************************************/
uint8_t x24Cxx_ReadByte(uint16_t u16Addr)
{
	uint8_t u8Data = 0;
	IIC_Start();//起始信号	
	IIC_WriteByte(DEV_ADDR | WRITE_CMD | (((uint8_t)((u16Addr >> 8) & 0x07)) << 1));//器件寻址+写+页选择位
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_WriteByte((uint8_t)(u16Addr & 0xFF));//只取地址的低字节，高字节如果有，已经按照页选择位处理过了
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_Start();//起始信号
	IIC_WriteByte(DEV_ADDR | READ_CMD);//器件寻址+读
	IIC_WaitAck();//等待应答
	u8Data = IIC_ReadByte();
	IIC_NoAck();
	IIC_Stop();//停止信号
	return u8Data;
}
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4.5 读一页

发送起始信号–>发送器件地址（包含写入命令、页选择位）–>收到应答–>发送需要读取数据的首地址低字节–>收到应答–>发送起始信号–>发送器件地址（包含读取命令）–>收到应答–>读取第1个数据–>发送应答–>读取第2个数据–>发送应答…–>读取第n个数据–>不应答–>发送停止信号

/*******************************************************************************
  * 函数名：x24Cxx_ReadPage
  * 功  能：页读
  * 参  数：u16Addr要读取的首地址；
			u8Len读取数据字节数，最大为PAGE_SIZE
			pBuff读取数据存入的缓存
  * 返回值：无
  * 说  明：最多读1页，防止翻卷，如果地址跨页则去掉跨页的部分
*******************************************************************************/
void x24Cxx_ReadPage(uint16_t u16Addr, uint8_t u8Len, uint8_t *pBuff)
{
	uint8_t i;	
	IIC_Start();//起始信号	
	IIC_WriteByte(DEV_ADDR | WRITE_CMD | (((uint8_t)((u16Addr >> 8) & 0x07)) << 1));//器件寻址+写+页选择位
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_WriteByte((uint8_t)(u16Addr & 0xFF));//只取地址的低字节，高字节如果有，已经按照页选择位处理过了
	IIC_WaitAck();//等待应答
	IIC_Start();//起始信号
	IIC_WriteByte(DEV_ADDR | READ_CMD);//器件寻址+读
	IIC_WaitAck();//等待应答
	if (u8Len > PAGE_SIZE)//长度大于页的长度
	{
		u8Len = PAGE_SIZE;
	}
	if ((u16Addr + (uint16_t)u8Len) > CAPACITY_SIZE)//超过容量
	{
		u8Len = (uint8_t)(CAPACITY_SIZE - u16Addr);
	}
	if (((u16Addr % PAGE_SIZE) + (uint16_t)u8Len) > PAGE_SIZE)//判断是否跨页
	{
		u8Len -= (uint8_t)((u16Addr + (uint16_t)u8Len) % PAGE_SIZE);//跨页，截掉跨页的部分
	}
	for (i = 0; i < (u8Len - 1); i++)
	{
		*(pBuff + i) = IIC_ReadByte();
		IIC_Ack();//主机应答
	}
	*(pBuff + u8Len - 1) = IIC_ReadByte();
	IIC_NoAck();//最后一个不应答
	IIC_Stop();//停止信号
}
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五、注意事项

1.仅适用于x24C04、x24C08、x24C16系列EEPROM芯片；
2.器件地址必须与A2/A1/A0引脚的硬件连接对应；
3.调用写入程序（无论是单字节写入还是页写），需要延时10ms（即twr,有的芯片手册说是5ms）后再对器件进行操作，否则这段时间内器件不响应命令；