二线制串行EEPROM应用
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设计 应用
APPLICATION DESIGN
二线制串行ＥＥＰＲＯＭ应用
滕云 大连东显电子有限公司
摘 要： 本文介绍了AT24C01系列二线制串行EEPROM的使用方法及串行EEPROM与单片机的软件接口，简要说明其在电机控制中 保存控制参数的应用
关键词： 串行EEPROM，二线制总线，参数保存
ｄａｔａ ｓｅｔｕｐ
ｓｅｔｂ ＳＣＬ ； ｒａｉｓｅ ｃｌｏｃｋ
ｎｏｐ
； ｅｎｆｏｒｃｅ ＳＣＬ ｈｉｇｈ
ｎｏｐ
；
ｎｏｐ
；
ｎｏｐ
；
ｃｌｒ
ＳＣＬ ； ｄｒｏｐ ｃｌｏｃｋ
ｄｊｎｚ ｂ， ｘ４２ ； ｎｅｘｔ ｂｉｔ
ｓｅｔｂ ＳＤＡ
ｎｏｐ
3.3 应答信号查询检测 因为在内部定时写周期期间ＥＥＰＲＯＭ的输入无效，这 就可以被用来决定写周期何时完成（这个特性可以被用 来提高总线传输率以达到最大化）。一旦写命令的“停 止”信号从微处理器发出，ＥＥＰＲＯＭ就开始内部定时的写 周期。应答信号的查询检测可以立即开始，微处理器发出 “启动”信号后，紧跟着是含有写命令（Ｒ／Ｗ＝０）的控制 字节（即ＥＥＰＲＯＭ芯片地址）。如果ＥＥＰＲＯＭ写周期仍然 在忙状态，那么就不会有应答信号。如果写周期结束，那 么ＥＥＰＲＯＭ将给出应答信号，并且微处理器可以发送下一 个读或写命令。 各种读写格式如图２、图３、图４、图５、图６所示。
71 SEMICONDUCTOR COMPONENTS APPLICATION 2008年03月
参考文献 [1] 窦振中.单片机外围器件手册.北京航空航天出版社，1998
（上接P67）
３． 结论
与其它低功率（１Ｗ和３Ｗ）ＬＥＤ方案相比，大功率、 ５ＷＭＲ１６ ＬＥＤ参考设计能够显著提高亮度。因此，该设计 省去了为了满足ＭＲ１６需求，在１０Ｗ卤素灯方案中所需的 多个辐射源。
图７． 在５Ｗ ＭＲ１６ ＬＥＤ灯驱动器的ＰＣＢ丝网印刷层（顶层）上可以 看到直流电源的连接焊盘ＬＥＤ＋和ＬＥＤ－。
５． 结语
二线制串行ＥＥＰＲＯＭ操作简单，可以方便的在线写入 或读出。而它又有占用资源少，保存数据可靠的特点。我 们在电机速度控制中ＥＥＰＲＯＭ的应用极大地方便了控制操 作，减少了控制难度。而用它在线保存测试参数，可以消 除产品初装时系统参数差异的影响，也可以消除因产品使 用一段时间后系统参数变化可能带来的控制性能下降。
其接电源时，芯片就具有数据写保护功能。被保护部分的 读操作不受影响，实际上这时被保护部分就可以作为串行 只读存储器使用。
Ａ０，Ａ１，Ａ２：片选或页面选择地址输入。 ＳＣＬ和ＳＤＡ是基本的总线操作端，操作要根据串行总 线协议进行，启动位和停止位控制总线是否激活，操作总 是从启动位开始，在停止位结束。串行总线协议定义只有 在总线处于“非忙”状态时，数据传输才能被初始化。在 数据传输期间，只要时钟线为高电平，数据线都必须保持 稳定，否则数据线上的任何变化都被当作“启动”或“停 止”信号。 串行总线状态定义如下图：
图１ 串行总线状态定义
① 总线非忙状态（Ａ段） 数据线ＳＤＡ和时钟线ＳＣＬ都保持高电平。 ② 启动数据传输（Ｂ段） 当时钟线（ＳＣＬ）为高电平状态时，数据线（ＳＤＡ） 由高电平变为低电平的下降沿被认为是“启动”信号。只 有出现“启动”信号以后，其他的命令才有效。 ③ 停止数据传输（Ｃ段） 当时钟线（ＳＣＬ）为高电平状态时，数据线（ＳＤＡ） 由低电平变为高电平的上升沿被认为是“停止”信号。随
作的程序，晶振频率１２ＭＨｚ。
写一个字节：ｓｈｏｕｔ： ｐｕｓｈ ｂ
ｍｏｖ ｂ， ＃８ ； ｂｉｔ ｃｏｕｎｔｅｒ
ｘ４２：ｒｌｃ
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； ｍｏｖｅ ｂｉｔ ｉｎｔｏ ＣＹ
ｍｏｖ ＳＤＡ， ｃ ； ｏｕｔｐｕｔ ｂｉｔ
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ｄｊｎｚ ｂ， ｘ４３
ｐｏｐ ｂ
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号。这个“停止”信号就激活内部定时编程周期，把接收 到的８位数据写入指定的ＥＥＰＲＯＭ存储单元。在内部定时 写入期间所有的输入都无效，一直到写入操作完成以后才 能再进入新的编程周期。
3.2 读指定地址存储单元的数据
这种方式需要通过用“哑”字节写操作形式对要寻址 的ＥＥＰＲＯＭ存储单元进行定位。微处理器先发送ＥＥＰＲＯＭ 芯片地址（其中Ｒ／Ｗ＝０）和ＥＥＰＲＯＭ存储单元地址，并得 到ＥＥＰＲＯＭ的应答信号后，微处理器就应该再发送一个 “启动”信号，通过发送带有Ｒ／Ｗ＝ｌ的ＥＥＰＲＯＭ芯片地址 进入“读当前地址存储单元数据”的方式，ＥＥＰＲＯＭ产生 相应的应答信号，并串行输出数据。同样在读完一帧数据 后，发送非应答信号，即输入逻辑１，接着需要发送一个 “停止”信号。
２ 二线制总线
二线制串行ＥＥＰＲＯＭ通常为８脚器件，其管脚如下： ＳＣＬ：串行时钟端。这个信号用于对输入和输出数据 的同步，写入串行ＥＥＰＲＯＭ的数据用其上升沿同步，输出 数据用其下降沿同步。 ＳＤＡ：串行数据（／地址）输入／输出端。这是串行双向 数据输入／输出线，这个引脚是漏极开路驱动，可以与任何 数目的其他漏极开路或集电极开路的器件＂线或＂连接。 ＷＰ：写保护。这个引脚用于硬件数据保护功能，当 其接地时，可以对整个存储器进行正常的读／写操作；当
68 SEMICONDUCTOR COMPONENTS APPLICATION 2008年03月
应用 APPLICATION DESIGN
设计
着“停止”信号的出现，所有的外部操作都结束。 ④ 数据有效（Ｄ段） 在出现“启动”信号以后，在时钟线为高电平状态
时数据线是稳定的，这时数据线的状态就表示要传送的数 据。数据线上数据的改变必须在时钟线为低电平期间完 成，每位数据占一个时钟脉冲。每个数据的传输都是由 “启动”信号开始，结束于“停止”信号。在“启动”与 “停止”信号之间传输的数据字节数由微处理器确定，并 且从理论上说字节数没有限制。
图２ 字节写入格式
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设计 应用
APPLICATION DESIGN
图３ 页写入格式
图４ 读当前地址单元数据格式 图５ 读指定单元数据格式
图６ 读连续单元数据格式
面是用ＭＣＳ－５１单片机汇编语言编写的几个对ＥＥＰＲＯＭ操
３ 串行ＥＥＰＲＯＭ读写操作
ＥＥＰＲＯＭ读写操作有多种方式，下面说明几个主要操作。
3.1 字节编程方式 在这种方式下，微处理器发送ＥＥＰＲＯＭ存储单元地址 和一个字节数据至ＥＥＰＲＯＭ。微处理器发出“启动”信号 后，紧跟着送４位总线器件恃征编码ｌ０１０和３位ＥＥＰＲＯＭ芯 片地址／页地址ＸＸＸ以及写状态的Ｒ／Ｗ位（＝０）到总线上。 这表示在接收到被寻址的ＥＥＰＲＯＭ产生的一个应答位后， 微处理器将跟着送１个字节的ＥＥＰＲＯＭ存储单元地址和要 写入的ｌ个字节数据。所以由微处理器发送的下１个字节是 ＥＥＰＲＯＭ存储单元的地址，并将被写入ＥＥＰＲＯＭ片内的地 址指针。微处理器在接收到ＥＥＰＲＯＭ收到存储单元地址后 又一次产生的应答位之后，微处理器才发送数据字节，并 把数据写入被寻址的存储单元。ＥＥＰＲＯＭ再一次发出应答 信号，微处理器收到此应答信号后，便产生“停止”信
⑤ 应答信号 每个正在接收数据的ＥＥＰＲＯＭ在接到一个字节的数据 后，通常需要发出一个应答信号。微处理器必须产生一个 与这个应答位相联系的额外的时钟脉冲。在应答时钟脉冲 周期内，时钟脉冲为高电平、数据线是稳定的低电平时， 数据线必须被下拉。微处理器对ＥＥＰＲＯＭ完成的最后一个 字节不产生应答位，但是应该给ＥＥＰＲＯＭ一个结束信号。 在这种情况下，ＥＥＰＲＯＭ应该结束数据线的高电平状态， 而使微处理器能够产生“停止”信号。注意，如果正在进 行内部定时编程周期，那么将不产生应答位。
１ 引言
ＥＥＰＲＯＭ是一种可以用电气方法在线擦除和在线编程 的只读存储器，写入的数据在常温下可以保持十年，一般 其擦写周期可达１万次以上。ＥＥＰＲＯＭ芯片有两类接口： 并行接口和串行接口。并行ＥＥＰＲＯＭ相对容量大、速度 快、功耗大、价格贵，但读写方法简单；串行ＥＥＰＲＯＭ体 积小、功耗低、价格便宜，使用中占用系统信号线少，但 相对工作速度慢，读写方法稍复杂一些。对于那些需要存 放有时需要改变特征代码或参数的系统，通常所需要的字 节数和写入的次数不会很多，写入速度也没有太高要求， 这种情况下采用串行ＥＥＰＲＯＭ是非常合适的。因此串行 ＥＥＰＲＯＭ作为性价比比较理想的非易失存储器，在很多领 域得到应用，如消费类电子产品、汽车类电子产品、办公 自动化产品、通讯类电子产品、工业类电子产品等。下面 以ＡＴ２４Ｃ０１系列为例介绍二线制串行ＥＥＰＲＯＭ的使用方法。
４ ＥＥＰＲＯＭ与单片机的连接
可以将串行ＥＥＰＲＯＭ的控制线通过上拉电阻直接与单 片机双向Ｉ／Ｏ口线相连，仅占用两个口线。我们在一个电 机速度控制中使用ＡＴ２４Ｃ０２保存控制参数，包括不同速度 对应的ＰＷＭ脉冲宽度、电机的比例调节系数等。这样这 些参数在断电时也不会丢失。而且也可以对参数进行在线 测试修正后保存到ＥＥＰＲＯＭ中，来适应电机参数差异。下
； ｍａｋｅ ＳＤＡ ａｎ ｉｎｐｕｔ
； ｂｉｔ ｃｏｕｎｔ
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ｘ４３： ｎｏｐ
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ｓｅｔｂ ＳＣＬ
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ｓｅｔｂ ＳＣＬ
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二线制串行ＥＥＰＲＯＭ应用
滕云 大连东显电子有限公司
摘 要： 本文介绍了AT24C01系列二线制串行EEPROM的使用方法及串行EEPROM与单片机的软件接口，简要说明其在电机控制中 保存控制参数的应用
关键词： 串行EEPROM，二线制总线，参数保存
ｄａｔａ ｓｅｔｕｐ
ｓｅｔｂ ＳＣＬ ； ｒａｉｓｅ ｃｌｏｃｋ
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3.3 应答信号查询检测 因为在内部定时写周期期间ＥＥＰＲＯＭ的输入无效，这 就可以被用来决定写周期何时完成（这个特性可以被用 来提高总线传输率以达到最大化）。一旦写命令的“停 止”信号从微处理器发出，ＥＥＰＲＯＭ就开始内部定时的写 周期。应答信号的查询检测可以立即开始，微处理器发出 “启动”信号后，紧跟着是含有写命令（Ｒ／Ｗ＝０）的控制 字节（即ＥＥＰＲＯＭ芯片地址）。如果ＥＥＰＲＯＭ写周期仍然 在忙状态，那么就不会有应答信号。如果写周期结束，那 么ＥＥＰＲＯＭ将给出应答信号，并且微处理器可以发送下一 个读或写命令。 各种读写格式如图２、图３、图４、图５、图６所示。
71 SEMICONDUCTOR COMPONENTS APPLICATION 2008年03月
参考文献 [1] 窦振中.单片机外围器件手册.北京航空航天出版社，1998
（上接P67）
３． 结论
与其它低功率（１Ｗ和３Ｗ）ＬＥＤ方案相比，大功率、 ５ＷＭＲ１６ ＬＥＤ参考设计能够显著提高亮度。因此，该设计 省去了为了满足ＭＲ１６需求，在１０Ｗ卤素灯方案中所需的 多个辐射源。
图７． 在５Ｗ ＭＲ１６ ＬＥＤ灯驱动器的ＰＣＢ丝网印刷层（顶层）上可以 看到直流电源的连接焊盘ＬＥＤ＋和ＬＥＤ－。
５． 结语
二线制串行ＥＥＰＲＯＭ操作简单，可以方便的在线写入 或读出。而它又有占用资源少，保存数据可靠的特点。我 们在电机速度控制中ＥＥＰＲＯＭ的应用极大地方便了控制操 作，减少了控制难度。而用它在线保存测试参数，可以消 除产品初装时系统参数差异的影响，也可以消除因产品使 用一段时间后系统参数变化可能带来的控制性能下降。
其接电源时，芯片就具有数据写保护功能。被保护部分的 读操作不受影响，实际上这时被保护部分就可以作为串行 只读存储器使用。
Ａ０，Ａ１，Ａ２：片选或页面选择地址输入。 ＳＣＬ和ＳＤＡ是基本的总线操作端，操作要根据串行总 线协议进行，启动位和停止位控制总线是否激活，操作总 是从启动位开始，在停止位结束。串行总线协议定义只有 在总线处于“非忙”状态时，数据传输才能被初始化。在 数据传输期间，只要时钟线为高电平，数据线都必须保持 稳定，否则数据线上的任何变化都被当作“启动”或“停 止”信号。 串行总线状态定义如下图：
图１ 串行总线状态定义
① 总线非忙状态（Ａ段） 数据线ＳＤＡ和时钟线ＳＣＬ都保持高电平。 ② 启动数据传输（Ｂ段） 当时钟线（ＳＣＬ）为高电平状态时，数据线（ＳＤＡ） 由高电平变为低电平的下降沿被认为是“启动”信号。只 有出现“启动”信号以后，其他的命令才有效。 ③ 停止数据传输（Ｃ段） 当时钟线（ＳＣＬ）为高电平状态时，数据线（ＳＤＡ） 由低电平变为高电平的上升沿被认为是“停止”信号。随
作的程序，晶振频率１２ＭＨｚ。
写一个字节：ｓｈｏｕｔ： ｐｕｓｈ ｂ
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3.2 读指定地址存储单元的数据
这种方式需要通过用“哑”字节写操作形式对要寻址 的ＥＥＰＲＯＭ存储单元进行定位。微处理器先发送ＥＥＰＲＯＭ 芯片地址（其中Ｒ／Ｗ＝０）和ＥＥＰＲＯＭ存储单元地址，并得 到ＥＥＰＲＯＭ的应答信号后，微处理器就应该再发送一个 “启动”信号，通过发送带有Ｒ／Ｗ＝ｌ的ＥＥＰＲＯＭ芯片地址 进入“读当前地址存储单元数据”的方式，ＥＥＰＲＯＭ产生 相应的应答信号，并串行输出数据。同样在读完一帧数据 后，发送非应答信号，即输入逻辑１，接着需要发送一个 “停止”信号。
２ 二线制总线
二线制串行ＥＥＰＲＯＭ通常为８脚器件，其管脚如下： ＳＣＬ：串行时钟端。这个信号用于对输入和输出数据 的同步，写入串行ＥＥＰＲＯＭ的数据用其上升沿同步，输出 数据用其下降沿同步。 ＳＤＡ：串行数据（／地址）输入／输出端。这是串行双向 数据输入／输出线，这个引脚是漏极开路驱动，可以与任何 数目的其他漏极开路或集电极开路的器件＂线或＂连接。 ＷＰ：写保护。这个引脚用于硬件数据保护功能，当 其接地时，可以对整个存储器进行正常的读／写操作；当
68 SEMICONDUCTOR COMPONENTS APPLICATION 2008年03月
应用 APPLICATION DESIGN
设计
着“停止”信号的出现，所有的外部操作都结束。 ④ 数据有效（Ｄ段） 在出现“启动”信号以后，在时钟线为高电平状态
时数据线是稳定的，这时数据线的状态就表示要传送的数 据。数据线上数据的改变必须在时钟线为低电平期间完 成，每位数据占一个时钟脉冲。每个数据的传输都是由 “启动”信号开始，结束于“停止”信号。在“启动”与 “停止”信号之间传输的数据字节数由微处理器确定，并 且从理论上说字节数没有限制。
图２ 字节写入格式
69 SEMICONDUCTOR COMPONENTS APPLICATION 2008年03月
设计 应用
APPLICATION DESIGN
图３ 页写入格式
图４ 读当前地址单元数据格式 图５ 读指定单元数据格式
图６ 读连续单元数据格式
面是用ＭＣＳ－５１单片机汇编语言编写的几个对ＥＥＰＲＯＭ操
３ 串行ＥＥＰＲＯＭ读写操作
ＥＥＰＲＯＭ读写操作有多种方式，下面说明几个主要操作。
3.1 字节编程方式 在这种方式下，微处理器发送ＥＥＰＲＯＭ存储单元地址 和一个字节数据至ＥＥＰＲＯＭ。微处理器发出“启动”信号 后，紧跟着送４位总线器件恃征编码ｌ０１０和３位ＥＥＰＲＯＭ芯 片地址／页地址ＸＸＸ以及写状态的Ｒ／Ｗ位（＝０）到总线上。 这表示在接收到被寻址的ＥＥＰＲＯＭ产生的一个应答位后， 微处理器将跟着送１个字节的ＥＥＰＲＯＭ存储单元地址和要 写入的ｌ个字节数据。所以由微处理器发送的下１个字节是 ＥＥＰＲＯＭ存储单元的地址，并将被写入ＥＥＰＲＯＭ片内的地 址指针。微处理器在接收到ＥＥＰＲＯＭ收到存储单元地址后 又一次产生的应答位之后，微处理器才发送数据字节，并 把数据写入被寻址的存储单元。ＥＥＰＲＯＭ再一次发出应答 信号，微处理器收到此应答信号后，便产生“停止”信
⑤ 应答信号 每个正在接收数据的ＥＥＰＲＯＭ在接到一个字节的数据 后，通常需要发出一个应答信号。微处理器必须产生一个 与这个应答位相联系的额外的时钟脉冲。在应答时钟脉冲 周期内，时钟脉冲为高电平、数据线是稳定的低电平时， 数据线必须被下拉。微处理器对ＥＥＰＲＯＭ完成的最后一个 字节不产生应答位，但是应该给ＥＥＰＲＯＭ一个结束信号。 在这种情况下，ＥＥＰＲＯＭ应该结束数据线的高电平状态， 而使微处理器能够产生“停止”信号。注意，如果正在进 行内部定时编程周期，那么将不产生应答位。
１ 引言
ＥＥＰＲＯＭ是一种可以用电气方法在线擦除和在线编程 的只读存储器，写入的数据在常温下可以保持十年，一般 其擦写周期可达１万次以上。ＥＥＰＲＯＭ芯片有两类接口： 并行接口和串行接口。并行ＥＥＰＲＯＭ相对容量大、速度 快、功耗大、价格贵，但读写方法简单；串行ＥＥＰＲＯＭ体 积小、功耗低、价格便宜，使用中占用系统信号线少，但 相对工作速度慢，读写方法稍复杂一些。对于那些需要存 放有时需要改变特征代码或参数的系统，通常所需要的字 节数和写入的次数不会很多，写入速度也没有太高要求， 这种情况下采用串行ＥＥＰＲＯＭ是非常合适的。因此串行 ＥＥＰＲＯＭ作为性价比比较理想的非易失存储器，在很多领 域得到应用，如消费类电子产品、汽车类电子产品、办公 自动化产品、通讯类电子产品、工业类电子产品等。下面 以ＡＴ２４Ｃ０１系列为例介绍二线制串行ＥＥＰＲＯＭ的使用方法。
４ ＥＥＰＲＯＭ与单片机的连接
可以将串行ＥＥＰＲＯＭ的控制线通过上拉电阻直接与单 片机双向Ｉ／Ｏ口线相连，仅占用两个口线。我们在一个电 机速度控制中使用ＡＴ２４Ｃ０２保存控制参数，包括不同速度 对应的ＰＷＭ脉冲宽度、电机的比例调节系数等。这样这 些参数在断电时也不会丢失。而且也可以对参数进行在线 测试修正后保存到ＥＥＰＲＯＭ中，来适应电机参数差异。下
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