【CW32模块使用】AT24C02-EEPROM存储器：CW32F030C8T6开发板实现播报语音

EEPROM (Electrically Erasable Programmable read only memory)是指带电可擦可编程只读存储器。是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。EEPROM 可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。一般用在即插即用。AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM， 内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个16字节页写缓冲器。该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。

一模块来源

模块实物展示：

二规格参数

工作电压：1.8V-5.5V

工作电流：最大3mA

通信接口：IIC

内存：2048位

时钟速度：5V时最大1000Khz，其余为400Khz

以上信息见厂家资料文件

三移植过程

我们的目标是将例程移植至CW32F030C8T6开发板上【能够播报语音的功能】。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现读取数据，再移植至我们的工程。

3.1查看资料

上图是AT24CXX的设备地址（第一行的为AT24C02，它的容量为2K），我们发现AT24CXX整个系列芯片的地址高四位都相同，都是1010，这四位是由生产商固化在芯片内部，无法改变。

AT24C02地址的低三位（不包括读写位）对应芯片的三个引脚，也就是说这三位是可以人为设定的，23=8，所以一条I2C总线上可以挂载8个AT24C02。

AT24C02的地址为7位二进制数，下图中最后一位是读写位（数据方向位），1 表示读数据，0 表示写数据。

这样，7位设备地址加1位读写位，构成I2C的寻址数据。I2C 总线的寻址过程中，通常在起始条件后的第一个字节决定了主机选择哪一个从机，该字节的最后一位决定数据传输方向。

AT24C02读写：AT24C02的存储空间为2K位（256字节），在对其进行写数据时，最小写入单位为字节（Byte），最大写入单位为页（Page），AT24C02页大小为 16 Byte。

字节写

在字节写模式下，主器件发送起始信号和从器件地址信息（R/W 位置零）给从器件，在从器件送回应答信号后，主器件发送 AT24WC01/02/04/08/16 的字节地址，主器件在收到从器件的应答信号后，再发送数据到被寻址的存储单元。AT24WC01/02/04/08/16 再次应答，并在主器件产生停止信号后开始内部数据的擦写，在内部擦写过程中，AT24WC01/02/04/08/16 不再应答主器件的任何请求。

页写

用页写，AT24WC01 可一次写入 8 个字节数据，AT24WC02/04/08/16 可以一次写入 16 个字节的数据，页写操作的启动和字节写一样，不同在于传送了一字节数据后并不产生停止信号，主器件被允许发送 P（AT24WC01 P=7；AT24WC02/04/08/16 P=15）个额外的字节。每发送一个字节数据后 AT24WC01/02/04/08/16 产生一个应答位并将字节地址低位加 1，高位保持不变。

如果在发送停止信号之前主器件发送超过P+1个字节，地址计数器将自动翻转，先前写入的数据被覆盖。

接收到P+1字节数据和主器件发送的停止信号后，AT24CXXX启动内部写周期将数据写到数据区，所有接收的数据在一个写周期内写入AT24WC01/02/04/08/16。

当前地址读

AT24WC01/02/04/08/16 的地址计数器内容为最后操作字节的地址加 1。也就是说 如果上次读/写的操作地址为 N，则立即读的地址从地址 N+1 开始。如果 N=E（这里对 24WC01 E=127；对 24WC02 E=255；对 24WC04 E=511；对 24WC08 E=1023；对 24WC16 E=2047）则计数器将翻转到 0 且继续输出数据。AT24WC01/02/04/08/16 接收到从器件地址信号后（R/W 位置 1），它首先发送一个应答信号，然后发送一个 8 位字节数据。主器件不需发送一个应答信号，但要产生一个停止信号。

选择读（随机读）

选择性读操作允许主器件对寄存器的任意字节进行读操作，主器件首先通过发送起始信号、从器件地址和它想读取的字节数据的地址执行一个伪写操作。在 AT24WC01/02/04/08/16 应答之后，主器件重新发送起始信号和从器件地址，此时 R/W 位置 1，AT24WC01/02/04/08/16 响应并发送应答信号，然后输出所要求的一个 8 位字节数据，主器件不发送应答信号但产生一个停止信号。

连续读

连续读操作可通过立即读或选择性读操作启动。在 AT24WC01/02/04/08/16 发送完一个 8 位字节数据后，主器件产生一个应答信号来响应，告知 AT24WC01/02/04/08/16 主器件要求更多的数据，对应每个主机产生的应答信号 AT24WC01/02/04/08/16 将发送一个 8 位数据字节。当主器件不发送应答信号而发送停止位时结束此操作。

从 AT24WC01/02/04/08/16 输出的数据按顺序由 N 到 N+1 输出。读操作时地址计数器在 AT24WC01/02/04/08/16 整个地址内增加，这样整个寄存器区域在可在一个读操作内全部读出。当读取的字节超过 E（对于 24WC01 E=127；对 24WC02 E=255； 对 24WC04 E=511；对 24WC08 E=1023；对 24WC16 E=2047）计数器将翻转到零并继续输出数据字节。

3.2引脚选择

模块接线图

3.3移植至工程

移植步骤中的导入.c和.h文件与【CW32模块使用】DHT11温湿度传感器相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_at24c02.c与bsp_at24c02.h。这里不再过多讲述，移植完成后面修改相关代码。

在文件bsp_at24c02.c中，编写如下代码。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-25     LCKFB-LP    first version */
#include "bsp_at24c02.h"#include "stdio.h"
// SLAVE ADDRESS+W为0xA0，SLAVE ADDRESS+R为0xA1#define AT24C02_ADDRESS_READ                0xA0#define AT24C02_ADDRESS_WRITE               0xA1

/****************************************************************** * 函 数 名 称：AT24C02_GPIO_Init * 函 数 说 明：AT24C02的引脚初始化 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：无 * 作       者：LC * 备       注：无******************************************************************/void AT24C02_GPIO_Init(void){    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化结构体
    RCC_AT24C02_GPIO_ENABLE();        // 使能GPIO时钟
    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA|GPIO_SCL;   // GPIO引脚    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; // 开漏输出    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;    // 输出速度高    GPIO_Init(PORT_AT24C02, &GPIO_InitStruct);  // 初始化}

/****************************************************************** * 函 数 名 称：IIC_Start * 函 数 说 明：IIC起始时序 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：无 * 作       者：LC * 备       注：无******************************************************************/void IIC_Start(void){        SDA_OUT();
        SDA(1);        delay_us(5);        SCL(1);        delay_us(5);
        SDA(0);        delay_us(5);        SCL(0);        delay_us(5);
}/****************************************************************** * 函 数 名 称：IIC_Stop * 函 数 说 明：IIC停止信号 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：无 * 作       者：LC * 备       注：无******************************************************************/void IIC_Stop(void){        SDA_OUT();        SCL(0);        SDA(0);
        SCL(1);        delay_us(5);        SDA(1);        delay_us(5);
}
/****************************************************************** * 函 数 名 称：IIC_Send_Ack * 函 数 说 明：主机发送应答或者非应答信号 * 函 数 形 参：0发送应答  1发送非应答 * 函 数 返 回：无 * 作       者：LC * 备       注：无******************************************************************/void IIC_Send_Ack(unsigned char ack){        SDA_OUT();        SCL(0);        SDA(0);        delay_us(5);        if(!ack) SDA(0);        else     SDA(1);        SCL(1);        delay_us(5);        SCL(0);        SDA(1);}

/****************************************************************** * 函 数 名 称：I2C_WaitAck * 函 数 说 明：等待从机应答 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：0有应答  1超时无应答 * 作       者：LC * 备       注：无******************************************************************/unsigned char I2C_WaitAck(void){
        char ack = 0;        unsigned char ack_flag = 10;        SCL(0);        SDA(1);        SDA_IN();        delay_us(5);        SCL(1);    delay_us(5);
        while( (SDA_GET()==1) && ( ack_flag ) )        {                        ack_flag--;                        delay_us(5);        }
        if( ack_flag <= 0 )        {                        IIC_Stop();                        return 1;        }        else        {                        SCL(0);                        SDA_OUT();        }        return ack;}
/****************************************************************** * 函 数 名 称：Send_Byte * 函 数 说 明：写入一个字节 * 函 数 形 参：dat要写人的数据 * 函 数 返 回：无 * 作       者：LC * 备       注：无******************************************************************/void Send_Byte(uint8_t dat){    int i = 0;    SDA_OUT();    SCL(0);//拉低时钟开始数据传输
    for( i = 0; i < 8; i++ )    {        SDA( (dat & 0x80) >> 7 );        delay_us(1);        SCL(1);        delay_us(5);        SCL(0);        delay_us(5);        dat<<=1;    }}
/****************************************************************** * 函 数 名 称：Read_Byte * 函 数 说 明：IIC读时序 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：读到的数据 * 作       者：LC * 备       注：无******************************************************************/unsigned char Read_Byte(void){    unsigned char i,receive=0;    SDA_IN();//SDA设置为输入    for(i=0;i<8;i++ )    {        SCL(0);        delay_us(5);        SCL(1);        delay_us(5);        receive<<=1;        if( SDA_GET() )        {            receive|=1;        }        delay_us(5);    }    SCL(0);    return receive;}




/****************************************************************** * 函 数 名 称：AT24C02_WriteByte * 函 数 说 明：AT24C02写入一个字节 * 函 数 形 参：WordAddress 要写入字节的地址  Data 要写入的数据 * 函 数 返 回：无 * 作       者：LC * 备       注：无******************************************************************/void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,unsigned char Data){        IIC_Start();        Send_Byte(AT24C02_ADDRESS_READ);        I2C_WaitAck();        Send_Byte(WordAddress);        I2C_WaitAck();        Send_Byte(Data);        I2C_WaitAck();        IIC_Stop();}
/****************************************************************** * 函 数 名 称：AT24C02_ReadByte * 函 数 说 明：AT24C02读取一个字节 * 函 数 形 参：WordAddress 要读出字节的地址 * 函 数 返 回：读出的数据 * 作       者：LC * 备       注：无******************************************************************/unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress){        unsigned char Data;        IIC_Start();        Send_Byte(AT24C02_ADDRESS_READ);        I2C_WaitAck();        Send_Byte(WordAddress);        I2C_WaitAck();        IIC_Start();        Send_Byte(AT24C02_ADDRESS_WRITE);        I2C_WaitAck();        Data=Read_Byte();        IIC_Send_Ack(1);        IIC_Stop();        return Data;}

在文件bsp_at24c02.h中，编写如下代码。

/*?*?Change?Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-25     LCKFB-LP    first version */
#ifndef _BSP_AT24C02_H_#define _BSP_AT24C02_H_
#include "board.h"

//端口移植#define RCC_AT24C02_GPIO_ENABLE()   __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()#define PORT_AT24C02                CW_GPIOB
#define GPIO_SDA                    GPIO_PIN_8#define GPIO_SCL                    GPIO_PIN_9
//设置SDA输出模式#define SDA_OUT()   {                                GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;                                        GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA;                                         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;                              GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;                                 GPIO_Init(PORT_AT24C02, &GPIO_InitStruct);                            }//设置SDA输入模式#define SDA_IN()    {                                GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;                                        GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA;                                         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;                                  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;                                 GPIO_Init(PORT_AT24C02, &GPIO_InitStruct);                           }//获取SDA引脚的电平变化#define SDA_GET()       GPIO_ReadPin(PORT_AT24C02, GPIO_SDA)//SDA与SCL输出#define SDA(x)          GPIO_WritePin(PORT_AT24C02, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )#define SCL(x)          GPIO_WritePin(PORT_AT24C02, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )
void AT24C02_GPIO_Init(void);void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,unsigned char Data);unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress);#endif

四移植验证
>>>

在自己工程中的main主函数中，编写如下。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-25     LCKFB-LP    first version */#include "board.h"#include "stdio.h"#include "bsp_uart.h"#include "bsp_at24c02.h"
int32_t main(void){    unsigned char dat1 = 0;    unsigned char dat2 = 0;
    board_init();    uart1_init(115200U);
    AT24C02_GPIO_Init();    printf("startrn");
    //向0地址写入数据48    AT24C02_WriteByte(0,48);    delay_ms(5);
    //向8地址写入数据48    AT24C02_WriteByte(8,66);    delay_ms(5);
    //从0地址读取数据到dat1    dat1 = AT24C02_ReadByte(0);    delay_ms(5);    //从8地址读取数据到dat2    dat2 = AT24C02_ReadByte(8);    delay_ms(5);
    delay_ms(50);
    //输出dat查看数据是否正确    printf("dat1 = %drn",dat1);    delay_ms(1);    printf("dat2 = %drn",dat2);    delay_ms(1);
    while(1)    {
    }}

移植现象：

向0地址写入数据48，再读出查看是否是48。

向8地址写入数据66，再读出查看是否是66。

模块移植成功案例代码：

链接：https://pan.baidu.com/s/1vMkhtubSlSjCLW960FccxQ?pwd=LCKF

提取码：LCKF