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14.5 单片机 EEPROM 多字节读写操作时序

我们读取 EEPROM 的时候很简单,EEPROM 根据我们所送的时序,直接就把数据送出来了,但是写 EEPROM 却没有这么简单了。给 EEPROM 发送数据后,先保存在了 EEPROM 的缓存,EEPROM 必须要把缓存中的数据搬移到“非易失”的区域,才能达到掉电不丢失的效果。而往非易失区域写需要一定的时间,每种器件不完全一样,ATMEL 公司的 24C02 的这个写入时间最高不超过 5 ms。在往非易失区域写的过程,EEPROM 是不会再响应我们的访问的,不仅接收不到我们的数据,我们即使用 I2C 标准的寻址模式去寻址,EEPROM 都不会应答,就如同这个总线上没有这个器件一样。数据写入非易失区域完毕后,EEPROM 再次恢复正常,可以正常读写了。

细心的同学,在看上一节程序的时候会发现,我们写数据的那段代码,实际上我们有去读应答位 ACK,但是读到了应答位我们也没有做任何处理。这是因为我们一次只写一个字节的数据进去,等到下次重新上电再写的时候,时间肯定远远超过了 5 ms,但是如果我们是连续写入几个字节的时候,就必须得考虑到应答位的问题了。写入一个字节后,再写入下一个字节之前,我们必须要等待 EEPROM 再次响应才可以,大家注意我们程序的写法,可以学习一下。

之前我们知道编写多 .c 文件移植的方便性了,本节程序和上一节的 Lcd1602.c 文件和 I2C.c 文件完全是一样的,因此这次我们只把 main.c 文件给大家发出来,帮大家分析明白。

而同学们却不能这样,同学们是初学,很多知识和技巧需要多练才能巩固下来,因此每个程序还是建议大家在你的 Keil 软件上一个代码一个代码的敲出来。
/*I2C.c 文件程序源代码***/
(此处省略,可参考之前章节的代码)
/*Lcd1602.c 文件程序源代码***/
(此处省略,可参考之前章节的代码)

/*****************************main.c 文件程序源代码******************************/
#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 I2CReadACK();
extern unsigned char I2CReadNAK();
extern bit I2CWrite(unsigned char dat);
void E2Read(unsigned char *buf, unsigned char addr, unsigned char len);
void E2Write(unsigned char *buf, unsigned char addr, unsigned char len);
void MemToStr(unsigned char *str, unsigned char *src, unsigned char len);
void main(){
unsigned char i;
unsigned char buf[5];
unsigned char str[20];
InitLcd1602(); //初始化液晶
E2Read(buf, 0x90, sizeof(buf)); //从 E2 中读取一段数据
MemToStr(str, buf, sizeof(buf)); //转换为十六进制字符串
LcdShowStr(0, 0, str); //显示到液晶上
for (i=0; i<sizeof(buf); i++){ //数据依次+1,+2,+3...
buf[i] = buf[i] + 1 + i;
}
E2Write(buf, 0x90, sizeof(buf)); //再写回到 E2 中
while(1);
}
/* 将一段内存数据转换为十六进制格式的字符串,
str-字符串指针,src-源数据地址,len-数据长度 */
void MemToStr(unsigned char *str, unsigned char *src, unsigned char len){
unsigned char tmp;
while (len--){
tmp = *src >> 4; //先取高 4 位
if (tmp <= 9){ //转换为 0-9 或 A-F
*str++ = tmp + '0';
}else{
*str++ = tmp - 10 + 'A';
}
tmp = *src & 0x0F; //再取低 4 位
if (tmp <= 9){ //转换为 0-9 或 A-F
*str++ = tmp + '0';
}else{
*str++ = tmp - 10 + 'A';
}
*str++ = ' '; //转换完一个字节添加一个空格
src++;
}
}
/* E2 读取函数,buf-数据接收指针,addr-E2 中的起始地址,len-读取长度 */
void E2Read(unsigned char *buf, unsigned char addr, unsigned char len){
do { //用寻址操作查询当前是否可进行读写操作
I2CStart();
if (I2CWrite(0x50<<1)){ //应答则跳出循环,非应答则进行下一次查询
break;
}
I2CStop();
} while(1);
I2CWrite(addr); //写入起始地址
I2CStart(); //发送重复启动信号
I2CWrite((0x50<<1)|0x01); //寻址器件,后续为读操作
while (len > 1){ //连续读取 len-1 个字节
*buf++ = I2CReadACK(); //最后字节之前为读取操作+应答
len--;
}
*buf = I2CReadNAK(); //最后一个字节为读取操作+非应答
I2CStop();
}
/* E2 写入函数,buf-源数据指针,addr-E2 中的起始地址,len-写入长度 */
void E2Write(unsigned char *buf, unsigned char addr, unsigned char len){
while (len--){
do { //用寻址操作查询当前是否可进行读写操作
I2CStart();
if (I2CWrite(0x50<<1)){ //应答则跳出循环,非应答则进行下一次查询
break;
}
I2CStop();
} while(1);
I2CWrite(addr++); //写入起始地址
I2CWrite(*buf++); //写入一个字节数据
I2CStop(); //结束写操作,以等待写入完成
}
}

函数 MemToStr:可以把一段内存数据转换成十六进制字符串的形式。由于我们从 EEPROM 读出来的是正常的数据,而 1602 液晶接收的是 ASCII 码字符,因此我们要通过液晶把数据显示出来必须先通过一步转换。算法倒是很简单,就是把每一个字节的数据高4位和低4位分开,和9进行比较,如果小于等于9,则直接加„0‟转为0~9的 ASCII 码;如果大于9,则先减掉10 再加„A‟即可转为 A~F 的 ASCII 码。

函数 E2Read:我们在读之前,要查询一下当前是否可以进行读写操作,EEPROM 正常响应才可以进行。进行后,读最后一个字节之前的,全部给出 ACK,而读完了最后一个字节,我们要给出一个 NAK。

函数 E2Write:每次写操作之前,我们都要进行查询判断当前 EEPROM 是否响应,正常响应后才可以写数据。

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