第八次实验报告

北京科技大学实验报告

学院：计算机与通信工程学院专业：物联网工程班级：物联1501

姓名：王强学号：41501602实验日期：2017年12月20日

实验名称：

EEPROM操作24C02

实验目的：

了解EEPROM相关知识并做出相关参数改变达到拓展实验目的

实验仪器：

装有KEIL软件的笔记本和C51单片机

实验原理：

II总线由数据线SDA和时钟线SCL两条线构成通信线路，既可发送数据，也可接收数据.在CPU与被控IC之间、IC与IC之间都可进行双向传送，最高传送速率为400kbps。各种被控器件均并联在总线上，但每个器件都有唯一的地址.在信息传输过程中，IIC总线上并联的每一个器件既是被控器(或主控器)，又是发送器(或接收器)，这取决于它所要完成的功能。CPU发出的控制信号分为地址码和数据码两部分:地址码用来选址，即接通需要控制的电路：数据码是通信的内容。这样各IC控制电路虽然挂在同一条总线上，却彼此独立。

下图为IIC总线系统的硬件结构图，其中，SCL是时钟线，SDA是数据线。总线上各器件都采用漏极开路结构与总线相连.因此SCL和SDA均需接上拉电阻，总线在空闲状态下均保持高电平.连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总线的信号变低，即各器件的SDA 及SCL都是线“与”关系。

串行EEPROM一般有两种写入方式:一种是字节写入方式，另一种是页写入方式。页写入

方式允许在一个写周期内(1Oms左右)对一个字节到一页的若干字节进行编程写入，AT24C02的页面大小为8B。采用页写方式可提高写入效率，但也容易发生事故。AT24C 系列片内地址在接收到姆一个数据字节后自动加1，故装载一页以内数据字节时，只需输入首地址，如果写到此页的最后一个字节，主器件继续发送数据，数据将重新从该页的首地址写入，进而造成原来的数据丢失，这就是页地址空间的“上卷”现象。

解决“上卷”的方法是:在第8个数据后将地址强制加1，或是将下一页的首地址重新赋给寄存器。

1.字节写入方式.单片机在一次数据帧中只访问EEPROM一个单元.该方式下，单片机先发

送启动信号，然后送一个字节的控制字，再送一个字节的存储器单元子地址，上述几个字节都得到EEPROM响应后，再发送8位数据.最后发送，位停止信号。发送格式如下图所示。

2.页写入方式。单片机在一个数据写周期内可以连续访问1页(8个)EEPROM存储单元。在

该方式中.单片机先发送启动信号，接着送一个字节的控制字.再送1个字节的存储器起始单元地址。上述几个字节都得到EEPROM应答后就可以发送最多1页的数据，并顺序存放在以指定起始地址开始的相继单元中，最后以停止信号结束。页写入帧格式如下图所示。

3.指定地址读操作。读指定地址单元的数据。单片机在启动信号后先发送含有片选地址的

写操作控制字.EEPROM应答后再发送1个(2KB以内的EEPROM)字节的指定单元的地址，EEPROM应答后再发送1个含有片选地址的读操作控制字，此时如果EEPROM做出应答。

被访问单元的数据就会按SCL信号同步出现在串行数据/地址线SDA上。这种读操作的数据帧格式如下图所示。

4.指定地址连续读。此种方式的读地址控制与前面指定地址读相同。单片机接收到每个字

节数据后应做出应答，只要EEPROM检测到应答信号，其内部的地址寄存器就自动加I 指向下一单元，并顺序将指向的单元的数据送到SDA串行数据线上。当需要结束读操作时，单片机接收到数据后在需要应答的时刻发送一个非应答信号，接着再发送一个停止信号即可。这种读操作的数据帧格式如下图所示。

开发板电路图

看上图，E0、E1、E2三个引脚为AT24C02的硬件地址线，根据引脚上的电平决定当前器件的硬件地址。WP为AT24C02的写保护引脚，当该引脚为高电平时，器件只读不写。SCL、SDA分别为器件的IIC协议接口。

实验内容与步骤：

Main.c

#include #include"i2c.h" //数码管IO #define DIG P0

sbit LSA=P2^2;

sbit LSB=P2^3;

sbit LSC=P2^4;

//按键IO

sbit K1=P3^1;

sbit K2=P3^0;

sbit K3=P3^2;

sbit K4=P3^3;

void At24c02Write(unsigned char ,unsigned char ); unsigned char At24c02Read(unsigned char ); void Delay1ms();

void Timer0Configuration(); unsigned char code DIG_CODE[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x 4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6 f};

unsigned char Num=0;

unsigned

intdisp[8]={0x3f,0x3f,0x3f,0x3f ,0x3f,0x3f,0x3f,0x3f};

void main()

{

unsigned int num0=0,num1=0,n;

Timer0Configuration();

while(1)

{

if(K1==0)

{

Delay1ms();

if(K1==0)

At24c02Write(2,num0);

while((n<200)&&(K3==0))

{

n++;

Delay1ms();

}

n=0;

n=0;

}

if(K2==0)

{

Delay1ms();

if(K2==0) num0=At24c02Read(2);

while((n<200)&&(K3==0))

{

n++;

Delay1ms();

}

n=0;

}

if(K3==0)

{

Delay1ms();

if(K3==0)

num0++;

while((n<200)&&(K3==0))

{

n++;

Delay1ms();

}

n=0;

if(num0==256)

num0=0;

}

if(K4==0)

{

Delay1ms();

if(K4==0)

num0=0;

while((n<200)&&(K3==0))

{

n++;

Delay1ms();

}

n=0;

}

disp[0]=DIG_CODE[num1/100

0];//千位

disp[1]=DIG_CODE[num1%100

0/100];//百位

disp[2]=DIG_CODE[num1%100

0%100/10];//十位

disp[3]=DIG_CODE[num1%100

0%100%10];//个位

disp[4]=DIG_CODE[num0/100

0];//千位

disp[5]=DIG_CODE[num0%100

0/100];//百位

disp[6]=DIG_CODE[num0%100

0%100/10];//个位

disp[7]=DIG_CODE[num0%100

0%100%10];

}

}

void Timer0Configuration()

{

TMOD=0X02;//选择为定时器

模式，工作方式2，仅用TRX打开启

动。

TH0=0X9C; //给定时器赋初

值，定时100us

TL0=0X9C;

ET0=1;//打开定时器0中断允

许

EA=1;//打开总中断

TR0=1;//打开定时器

}

void Delay1ms() //误差 0us

{

unsigned char a,b,c;

for(c=1;c>0;c--)

for(b=142;b>0;b--)

for(a=2;a>0;a--); }

void At24c02Write(unsigned char addr,unsigned char dat)

{

I2cStart();

I2cSendByte(0xa0);

I2cSendByte(addr);

I2cSendByte(dat);

I2cStop();

}

unsigned char At24c02Read(unsigned char addr) {

unsigned char num;

I2cStart();

I2cSendByte(0xa0);

I2cSendByte(addr);

I2cStart();

I2cSendByte(0xa1);

num=I2cReadByte();

I2cStop();

return num;

}

void DigDisplay() interrupt 1 {

//定时器在工作方式二会自动重装初，所以不用在赋值。

// TH0=0X9c;//给定时器赋初值，定时1ms

// TL0=0X00;

DIG=0; //消隐

switch(Num) //位选，选择点亮的数码管，

{

case(7):

LSA=0;LSB=0;LSC=0; break;

case(6):

LSA=1;LSB=0;LSC=0; break;

case(5):

LSA=0;LSB=1;LSC=0; break;

case(4):

LSA=1;LSB=1;LSC=0; break;

case(3):

LSA=0;LSB=0;LSC=1; break;

case(2):

LSA=1;LSB=0;LSC=1; break;

case(1):

LSA=0;LSB=1;LSC=1; break;

case(0):

LSA=1;LSB=1;LSC=1; break;

}

DIG=disp[Num]; //段选，选

择显示的数字。

Num++;

if(Num>7)

Num=0;

}

I2C.c

#include"i2c.h"

void Delay10us()

{

unsigned char a,b;

for(b=1;b>0;b--)

for(a=2;a>0;a--);

}

void I2cStart()

{

SDA=1;

Delay10us();

SCL=1;

Delay10us();//建立时间是

SDA保持时间>4.7us

SDA=0;

Delay10us();//保持时间

是>4us

SCL=0;

Delay10us();

}

void I2cStop()

{

SDA=0;

Delay10us();

SCL=1;

Delay10us();//建立时间大

于4.7us

SDA=1;

Delay10us();

}

unsigned char

I2cSendByte(unsigned char dat)

{

unsigned char a=0,b=0;//最

大255，一个机器周期为1us，最大

延时255us。

for(a=0;a<8;a++)//要发送8

位，从最高位开始

{

SDA=dat>>7; //

起始信号之后SCL=0，所以可以直接

改变SDA信号

dat=dat<<1;

Delay10us();

SCL=1;

Delay10us();//建立时

间>4.7us

SCL=0;

Delay10us();//时间大

于4us

}

SDA=1;

Delay10us();

SCL=1;

while(SDA)//等待应答，也就

是等待从设备把SDA拉低

{

b++;

if(b>200) //如果超

过200us没有应答发送失败，或者为

非应答，表示接收结束 { SCL=0; Delay10us(); return 0;

}

} SCL=0; Delay10us();

return 1;

}

unsigned char I2cReadByte() { unsigned char a=0,dat=0;

SDA=1;

//起

始和发送一个字节之后SCL 都是0 Delay10us();

for(a=0;a<8;a++)//接收8个

字节

{

SCL=1; Delay10us(); dat<<=1; dat|=SDA; Delay10us(); SCL=0; Delay10us();

}

return dat;

}

实验数据：

将代码烧录进单片机后，可以看出最开始数码管显示为0，而K1-K4四个按键的功能分别是：K1记录当前数据；K2显示记录数据；K3当前数据加一；K4数据归零。最开始数码管显示为0，按下K3数据变为1，然后按下K1记录当前数据，再按一次K3数据就变成了2，此时再按一下K2就会发现数据变回为1，也就是K2的功能：显示记录数据。

实验数据处理：

修改I 2C 点名字节为0x88，观察实验效果并分析原因：

实验结果与分析：

实验效果：

最开始数码管显示为0，按下K3数据变为1，然后按下K1记录当前数据，再按一次K3数据就变成了2，此时再按一下K2就会发现数据并没有变回为1而是变为255。

实验分析：

将点名字节改为0x88后，EEPROM就会因为寻址寻找不到导致一直保持高电平，所以会显示255，也就是说按下K2后寻址寻找不到，就会直接显示高电平的255。