基于linux的EEPROM的读写控制设计

基于linux的EEPROM的读写控制设计
毕业设计[论文]题目：基于linux的EEPROM的读写控制
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1）设计（论文）
2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
3）其它
目录
摘要 (II)
ABSTRACT (III)
1绪论 (1)
1.1开发背景 (1)
1.2 EEPROM的开发意义 (1)
2LINUX技术简介 (3)
2.1 开发工具简介 (3)
2.2 编译工具简介 (5)
2.3 bootloader简介 (6)
3操作系统的移植 (8)
3.1 LINUX内核的移植 (8)
3.2 LINUX内核的目录结构 (9)
3.3 LINUX源代码的安装 (10)
4EEPROM的概要设计 (13)
4.1 IIC总线的读/写控制逻辑 (13)
4.2 设计操作过程 (16)
4.3 设计参考程序 (17)
4.4 实验结果分析 (20)
结束语 (21)
参考文献 (22)
致谢 (23)
基于linux的EEPROM的读写控制
摘要
本文着眼于在linux开发环境下实现EEPROM的读/写控制访问方法.Linux操作系统作为新兴的操作系统，具有内核强大、开源、易扩展和裁减以及丰富的硬件支持等诸多优点，其嵌入式应用具有实时处理能力，广泛应用于智能设备、智能仪器仪表、信息电器领域。

随着计算技术向微型化、网络化方向的发展，嵌入式软件极大地提高了传统工业控制、医疗、办公乃至家用消费类电子产品的附加值和易用性，市场应用前景极为广阔。

项目必要性软件在信息系统中起着核心和灵魂的作用。

本设计在EduKit2410实验平台上，通过编写程序在EEPROM器件AT24C04进行读写访问，掌握EEPROM器件在LINUX下的读/写访问方法，然后把实验数据写入整个EEPROM 的存储空间，接着读出来而进行比较[8]。

通过检测EEPROM器件AT24C04 和处理器 I2C 总线接口及驱动程序的工作是否正常，比较写入数据与读出数据的结果。

关键词: EEPROM I2C总线读写控制
Based on Linux Read-Write control of EERROM
Abstract
This article focuses on realizing read/writes control access method of EEPROM under the linux development environment. The Linux operating system as a emerming operating system, has strong core, open - source, easy to expand and the reduction and the rich hardware support and so on, its embedded application has the real-time processing ability, widely applies in the intelligent equipment, the smart instrument measuring appliance, the information electric appliance domain. Along with the computation technology to the microminiaturization, the network direction developing, the embedded software enhanced the tradition industrial control, medical, the work and even the home use expense class electronic products added value and the usability enormously, the market application prospect is extremely broad. The project necessary software is playing the core and the soul role in the information system.
This design is in EduKit2410 experiment platform, carries on the read-write visit through the write program in AT24C04 of EEPROM component AT24C04, grasps the access method under the Linux of write-read in EEPROM component, then read and compare it. Through examineing AT24C04 of EEPROM component and the processor I2C bus interface ,then examining if the driver work is normal, comparing the result of write data and read date.
Key words:EEPROM I2C Bus Read-Write control
1 绪论
1.1开发背景
linux是当前最流行的操作系统之一。

它具有高效、健壮、安全以及功能齐全等特性，因而赢得了人们的青睐。

它是一个完全免费的UNIX操作系统，来自世界各地的志愿者为这个充满魅力的操作系统的发展贡献着自己的才能。

可以说，LINUX的发展凝聚了世界各地无数开发人员的大量心血，体现了一种信息世界的共建、共享和共荣的精神[1]。

Linux操作系统作为新兴的操作系统，其嵌入式应用具有实时处理能力，可广泛应用于智能设备、智能仪器仪表、信息电器领域。

随着计算技术向微型化、网络化方向的发展，嵌入式软件极大地提高了传统工业控制、医疗、办公乃至家用消费类电子产品的附加值和易用性，市场应用前景极为广阔。

项目必要性软件在信息系统中起着核心和灵魂的作用。

与其他嵌入式操作系统相比，Linux的源代码是开放的，不存在黑箱技术。

Linux作为一种可裁剪的软件平台系统，是发展未来嵌入式设备的绝佳资源。

在保持Linux内核系统更小、更稳定、更具价格竞争力等优势的同时，对系统内核进行实时性优化，使之适应于对工业控制领域高实时性的要求。

这是嵌入式linux操作系统更适合在嵌入式工控系统中应用[2]。

Linux是免费的操作系统。

Linux的创始人LinusTorvalds 将Linux适时地放到GNU公共许可证下，使得Linux本身在短短的几年发展成为一个稳定，健壮的OS，也使得人们不用花钱就可以使用。

使得操作系统真正走上平民化。

Linux的源代码是开放的，源代码随处可得，即使最困难的问题也有办法解决，不存在黑箱技术。

遇到问题时可通过网络，得到丰富的技术支持。

可以看出，Linux用于嵌入式系统方面是可行的，具有广泛的应用前景[3]。

1.2EEPROM的开发意义
EEPROM是一种具有掉电记忆功能的存贮器，其内容可以象普通RAM一样进行改写，而且改写时能够自动擦除并换成新内容。

它不象EPROM那样需要紫外线擦除；而只需用电即可擦除并改写存贮在其内部的内容。

EEPROM通常在内部带有编程电源。

由于它只需外接单一＋5V电源，因此使用起来十分方便。

和串行芯片相比，并行EEPROM的电路接口和编程设计均简单得多，所以在对电路板面积要求不很苛刻的情况下，使用EEPROM存贮器还是十分的方便。

电可擦除可编程EEPROM在应用系统中既可由软件对其内容进行随机读写，又可在芯片断电的情况下长期保存片内信息，因此兼备了RAM和ROM的基本特点。

EEPROM有串行和并行两大类。

并行EEPROM存储容量较大，读写方法简单，但价格较高，适用于信息量较多的场合。

串行EEPROM结构简单紧凑，价格低廉，但其读写方法复杂，存储单元较小,一般用于掉电情况下需要保存或一些数据需要在线修改的场合，这类数据不多却很重要,若使用常规的RAM芯片，就必须附带一套性能可靠的掉电保护系统，这不仅增加了线路设计的复杂性，同时也给设备的运行和维护带来了诸多
不便。

使用串行EEPROM来存储这类数据是最合适不过的[4]。

尤其随着当今智能化仪表趋于小型化，再加上真正需要保存的以及预设的数据位、控制位、保密位并不占据太多的存储空间，串行EEPROM的体积小，功耗低，硬件接口非常简单，因而越来越受到人们的重视，在智能化仪器仪表、控制装置等领域得到广泛的应用。

2LINUX技术简介
2.1开发工具简介
开发嵌入式linux系统最方便的方法还是够建一个标准的linux开发环境。

这将会大大简化linux开发的编译，调试等工作。

EduKit2410 系统的linux开发就可以在标准linux环境下进行。

一．Cygwin 安装：
1) 运行Cygwin 安装程序setup.exe，然后选择“Install from Local Directory“，选择“下一步”，如图2-1 所示。

图2-1 Cygwin 安装1
2) 选择Cygwin 的安装目录，注意Cygwin 的安装目录必须位于硬盘NTFS 分区，否则会影响文件属性和权限操作，导致错误的结果。

选择Unix 文本文件类型。

选择“下一步”，如图2-2所示。

图2-2 Cygwin 安装2
3) 选择Cygwin 安装程序包所在的本地目录。

选择“下一步”，如图2-3 所示。

图2-3 Cygwin 安装3
4) 选择安装项目。

(如图2-4)点击在安装项目左边的“default”，可以调整该项目的安装设置，可选择全部安装。

开发Linux 必须选择全部安装以下项目：Admin ——包括启动服务cygrunsrv 等工具，NFS 启动必备；
Archive ——压缩解压工具集；
Base ——基本的Linux 工具集；
Devel ——开发工具集，包括gcc、make 等开发工具；
Libs ——函数库；
Net ——网络工具集；
Shells ——常用Shell 工具集；
Utils ——包括bzip2 等实用工具集；
图2-4 Cygwin 软件包的选择
软件包安装完成后，根据提示信息进行余下的操作，此后可以运行Cygwin。

注意：由于cygwin 是Windows 环境下虚拟的Linux 开发环境，一般在ALL 处设置为Install 状态，即全
部安装。

所以要建立一个完整的Linux 开发调试环境，加上存放编译工具和例程的空间，至少需要一个容量在2GB 以上的分区。

二、环境准备
1、拷贝以下文件到Cygwin安装后的Cygwin/tmp/目录下：
2、运行Cygwin开发环境，执行以下命令（注意空格及大小写）：
$> cd
$> ls
( ... ) <-应该能看到目录列表
$> source /tmp/set_env_linux.sh
三．把以下文件夹下所有文件拷贝到Cygwin/tmp/edukit-2410目录下：Cross Tools for Cygwin -交叉编译工具及函数库
Filesystem -文件系统源码
Kernel -Linux内核源码
Bootloader -启动代码源码
2.2 编译工具简介
1）安装交叉编译工具
$> cd /
$> tar -P -xvjf $SOURCEDIR/cross-armtools-linux-edukit2410.tar.bz2
$> source /tmp/armtools-linux/cross-install.sh
2）安装内核
注：如果关闭过Cygwin请先执行：source /tmp/set_env_linux.sh
$> cd $WORKDIR
$> tar -xvjf $SOURCEDIR/kit2410.tar.bz2
$> cd kernel
3）编译配置
注：如果关闭过Cygwin请先执行：source /tmp/set_env_linux.sh
$> cd $WORKDIR
$> make xconfig
< 选Load Configure File... 输入arch/arm/def-configs/edukit2410-nand
$> make dep
$> make zImage
命令含义如下：
make xconfig 在图形截界面下对内核进行配置；
make dep：搜索linux编译输出与源代码之间的依赖关系,并生成以来文件；
make zImage:编译linux内核,生成压缩的内核映像文件。

2.3 BOOTLOADER简介
系统引导程序通常称为Boot Loader，是在系统复位后执行的第一段代码，相当于PC 上的BIOS 以及商业实时操作系统中的板级支持包BSP，Boot Loader 首先完成系统硬件的初始化，包括时钟的设置、存储区的映射等，设置堆栈指针，然后跳转到操作系统内核的入口，将系统控制权交给操作系统，在此之后系统的运行和Boot Loader 再无任何关系。

Boot Loader 独立于操作系统，必须由用户自己设计，uClinux 的发行包中不包含Boot Loader，但用户可以直接使用或参考一些开源的Boot Loader 软件工程[11]。

Boot Loader 的实现高度依赖于硬件，包括处理器的体系结构、具体型号、硬件电路板的设计。

Boot Loader、内核映像和文件系统映像在系统中的存储的典型空间分配结构图如图2-5所示。

图2-5典型空间分配结构图：
linux 提供生成压缩方式的内核映像，节省Flash 的存储空间，这也是实际设计过程中最经常使用的方式。

linux 将编译好的内核压缩后和linux 附带的引导解压文件连接，生成最终的映像文件。

引导解压文件位于/linux-2.4.x/arch/armnommu/boot/compressed 目录，映像文件的入口是汇编文件head.s，映像文件的起始地址在连接文件linux.lds 中设置，这个地址也就是Boot Loader 最后跳转的地址。

在基于三星处理器S3C4510 评估板SNDS100 的uClinux 中，head.s 完成依次存储区的初始化、内核的拷贝和解压，存储区的重映射，然后跳转到内核的真正入口head-armv.s，如果不需要更复杂的功能，这部分引导解压文件基本上就可以做为Boot Loader 使用。

实际设计过程中如果RAM 空间紧张，并且对系统执行速度要求不高，也常使用未经压缩的在Flash 本地执行XIP（Execute In Place）方式的内核映像文件。

此时内核映像文件的入口是汇编文件head-armv.s，该文件位于/linux-2.4.x/arch/armnommu/kernel 目录，映像文件的起始地址在连接文件/linux-2.4.x/arch/armnommu/vmlinux.lds 中设置。

开发人员在调试过程中也经常使用未经压缩的在Ram 本地执行XIP 方式的内核映像文件，与在Flash 本地执行的映像文件的区别是它不需要将数据段从Flash 拷贝到Ram 中的过程[15]。

这种方式下，需要Boot Loader 具有通过网口或串口下载内核映像文件并启动内核的功能。

最简功能设计设计一个最简单的Boot Loader，只需要依次完成以下功能：
（1）禁止所有的中断；
（2）设置处理器时钟、运行速度；
（3）存储区初始化；
（4）设置堆栈指针将bss 段清零；
（5）跳转到内核映像的入口。

在跳转到内核映像的入口前，以下条件必须满足：
寄存器r0 ——必须设置为0；
寄存器r1 ——必须设置为唯一的处理器结构号，文件linux/arch/arm/tools/mach-types 中包含所有结构号的列表；
存储区管理单元MMU——必须关闭；
指令缓存I-cache ——打开或者关闭；
数据缓存D-cache ——关闭。

完备功能设计。

设计一个完备的Boot Loader，可在最简功能基础上考虑是否增加以下功能：
（1）上电自检；
（2）支持串口通讯方式，提供串口方式的命令控制台；
（3）支持以太网通讯方式，提供以太网通讯方式的命令控制台；（4）可以通过串口或以太网下载并引导内核和文件系统映像文件；（5）支持通过串口或以太网通讯烧写映像文件到Flash；
（6）能够读写I/O 端口、存储区、寄存器；
（7）配置功能，包括设置IP 地址、MAC 地址、系统时间等。

3操作系统的移植
3.1LINUX内核的移植
3.1.1内核移植过程：
1）下载linux内核
下载linux内核至home/arm/dev_home/kernel
[root@localhost ~]#su arm
[arm@localhost ~]#cd $KERNEL
[arm@localhost kernel]#tar -xzvf linux-2.6.14.1.tar.gz
[arm@localhost kernel]# pwd
/home/arm/dev_home/kernel
[arm@localhost kernel]# cd linux-2.6.14
进入内核解压后的目录，以后示例中，只要是相对路径全部是相对于
/home/arm/dev_home/kernel/linux-2.6.14/此目录。

2）修改Makefile
修改内核目录树根下的的Makefile,指明交叉编译器
[arm@localhost linux-2.6.14]# vi Makefile找到ARCH和CROSS_COMPILE，修改
ARCH ?= arm
CROSS_COMPILE ?= arm-linux-
然后设置你的PATH环境变量，使其可以找到你的交叉编译工具链：
[arm@localhost linux-2.6.14]# echo $PATH
/usr/local/arm/3.4.4/bin:/usr/kerberos/bin:/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/X11R6/bi n:/home/ly/bin如果/usr/local/arm/3.4.4/bin搜索路径, 加入下面语句在~/.bashrc中[arm@localhost linux-2.6.14]# vi ~/.bashrc export PATH=/usr/local/arm/3.4.4/bin:$PATH再重新登陆。

[arm@localhost linux-2.6.14]#su arm
3）设置flash分区
指明分区信息，指定启动时初始化，禁止Flash ECC校验。

4）配置内核
配置内核产生.config文件，编译内核，下载zImage到开发板。

3.1.2 创建uImage
1)获取mkimage工具
2.6内核树的Makefile提供了创建uImage的方法，但需要我们提供相应的mkimage 命令。

所以首先拷贝u-boot中tools目录下编译后生成的mkimage到/usr/bin/下，然
后便可以在内核根目录下通过make uImage来创建uImage文件。

该文件生成在arch/arm/boot/下。

2)修改内核的Makefile文件
[arm@localhost linux-2.6.14.1]$ vi arch/arm/boot/Makefile
#MKIMAGE变量记录mkimage命令的路径mkuboot.sh脚本文件可以scripts目录中找到
MKIMAGE:= $(srctree)/scripts/mkuboot.sh
#zreladdr-y与params_phys-y可以在arch/arm/mach-s3c2410/Makefile.boot当中找到
ZRELADDR := $(zreladdr-y)
PARAMS_PHYS := $(params_phys-y)
INITRD_PHYS := $(initrd_phys-y)
生成uImage的mkImage命令行，其中需要关注的就是-a 与-e参数。

参数-a：指明uImage加载的SDRAM地址，内核默认指定加载地址为0x30008000。

u-boot引导时，bootm命令跳到与上相同位置执行，检查完镜像头后，它会跳到内核真正的入口点开始执行。

参数-e：指明uImage中刨去镜像头后真正的内核入口地址。

镜像头为0x40长，故此处指定为0x30008040。

3.2LINUX内核的目录结构
现代的操作系统一般由进程管理、内存管理、文件系统、驱动程序和网络等组成。

Linux核心源程序通常都安装在/usr/src/linux下，而且它有一个非常简单的编号约定：任何偶数的核心都是一个稳定地发行的核心，而任何奇数的核心都是一个开发中的核心[13]。

Linux内核源码的各个目录大致与此相对应，其组成如下（假设相对于/usr/src/Linux-2.4.23目录）：
arch目录包括了所有和体系结构相关的核心代码。

它下面的每一个子目录都代表一种Linux支持的体系结构，例如i386就是Intel CPU及与之相兼容体系结构的子目录。

PC机一般都基于此目录。

COPYING目录下是GPL版权申明。

对具有GPL版权的源代码改动而形成的程序，或使用GPL工具产生的程序，具有使用GPL发表的义务，如公开源代码。

CREDITS目录下是光荣榜。

对Linux做出过很大贡献的一些人的信息。

documentation目录下是一些文档，没有内核代码，可惜都是English的，是对每个目录作用的具体说明。

drivers目录中是系统中所有的设备驱动程序。

它又进一步划分成几类设备驱动，每一种有对应的子目录，如声卡的驱动对应于drivers/sound; block 下为块设备驱动程序，比如ide（ide.c）。

如果你希望查看所有可能包含文件系统的设备是如何初始化的，
你可以看drivers/block/genhd.cdevice_setup()。

它不仅初始化硬盘，也初始化，因为安装nfs文件系统的时候需要网络其他: 如, Lib放置核心的库代码; Net,核心与网络相关的代码; Ipc,这个目录包含核心的进程间通讯的代码; Fs,所有的文件系统代码和各种类型的文件操作代码，它的每一个子目录支持一个文件系统，例如fat和ext2。

fs目录存放Linux支持的文件系统代码和各种类型的文件操作代码。

每一个子目录支持一个文件系统，如ext3文件系统对应的就是ext3子目录。

include目录包括编译核心所需要的大部分头文件，例如与平台无关的头文件在include/linux子目录下，与 intel cpu相关的头文件在include/asm-i386子目录下,而include/scsi目录则是有关scsi设备的头文件目录[10]。

init目录包含核心的初始化代码（不是系统的引导代码），有main.c和Version.c两个文件。

这是研究核心如何工作的好起点。

ipc目录包含了核心进程间的通信代码。

Kernel内核管理的核心代码，此目录下的文件实现了大多数linux系统的内核函数，其中最重要的文件当属sched.c；同时与处理器结构相关代码都放在arch/*/kernel目录下。

lib目录包含了核心的库代码，不过与处理器结构相关的库代码被放在arch/*/lib/目录下。

MAINTAINERS目录存放了维护人员列表，对当前版本的内核各部分都有谁负责。

Makefile目录第一个Makefile文件。

用来组织内核的各模块，记录了个模块间的相互这间的联系和依托关系，编译时使用；仔细阅读各子目录下的Makefile文件对弄清各个文件这间的联系和依托关系很有帮助。

mm目录包含了所有独立于 cpu 体系结构的内存管理代码，如页式存储管理内存的分配和释放等。

与具体硬件体系结构相关的内存管理代码位于arch/*/mm目录下，例如arch/i386/mm/Fault.c 。

modules目录存放了已建好的、可动态加载的模块文件目录，是个空目录，用于存放编译时产生的模块目标文件。

net目录里是核心的网络部分代码，其每个子目录对应于网络的一个方面。

ReadMe目录里是核心及其编译配置方法简单介绍。

REPORTING-BUGS目录里是有关报告Bug 的一些内容。

Rules.make目录里是各种Makefilemake所使用的一些共同规则。

scripts目录包含用于配置核心的脚本文件等。

一般在每个目录下都有一个.depend文件和一个Makefile文件。

这两个文件都是编译时使用的辅助文件。

仔细阅读这两个文件对弄清各个文件之间的联系和依托关系很有帮助。

另外有的目录下还有Readme文件，它是对该目录下文件的一些说明，同样有利于对内核源码的理解。

3.3LINUX源代码的安装
1）linux 源代码包位于本书附带光盘CD2\linux Source 目录，文件名为linux-dist-20040408.tar.gz，拷贝该文件所在目录所有文件到Cygwin/tmp 文件夹下解压Linux 源代码包，执行如下命令：
mkdir /usr/local/src
cd /usr/local/src
tar xzvf /tmp/uClinux-dist-20040408.tar.gz
命令执行结束时若提示：
tar: Error exit delayed from previous errors
上述错误提示为正常现象，可以忽略。

解压完毕后，在/usr/local/src 下面会有一个文件夹uClinux-dist 存放源代码，以后的操作均在此目录下进行[1][9]。

注意：linux 官方网站Linux 源代码最新版本的下载地址为：
/pub/linux/dist ,源代码包名称为linux-dist-20040408.tar.gz。

2）linux 源文件修改
安装完linux 源代码，为了在Embest EduKit44b0 上运行，需要为修改源代码，这里我们提供了两个补丁文件Kit44b0.patch 和Kit44b0.jffs2.patch。

这两个补丁文件位于本书附带光盘linux Source 目录下。

将补丁文件Kit44b0.patch 拷贝到cygwin\tmp 目录下，执行命令：cd /usr/local/src/uClinux-dist
patch –p1 </tmp/Kit44b0.patch
如果要使用jffs2 文件系统，则将补丁文件Kit44b0.jffs2.patch 拷贝到cygwin\tmp 目录下，执行命令：
cd /usr/local/src/uClinux-dist
patch –p1 </tmp/Kit44b0.jffs2.patch
注意：补丁Kit44b0.jffs2.patch 必须在补丁Kit44b0.patch 之后打入。

3）开发工具链安装
运行安装文件armtools.tar.gz
armtools.tar.gz 是Cygwin 下的工具链安装解压包，将armtools.tar.gz 拷贝到/tmp 目录下，在控制台使用以下命令安装
cd /usr/local/
tar xvzf /tmp/armtools.tar.gz
安装方式三：运行安装文arm-elf-tools-cygwin.sh
arm-elf-tools-cygwin.sh 是Win2000 下工具链安装脚本文件，拷贝该文件到/tmp 目录下，在Cygwin 下使用以下命令安装
cd tmp/arm-elf-tools-cygwin.sh
显示以下提示信息后直接按回车键安装，工具链将被安装到/usr/local/armtools 目录。

| Cygwin Arm Toolchain for uClinux |
|
| (1) gcc 2.95.3 |
| (2) binutils 2.10 |
| (3) uClibc 20030314 |
| (4) elf2flt 20040326 |
| (5) genromfs 0.5.1 |
| (6) STLport 4.5.3 |
| Build by Embest () |
| Under Cygwin 1.5.10 |
| 2004-06-10 |
| |
| Press ENTER to continue |
------------------------------------------------------------
4).工具链路径设置
安装完成后，在Cygwin 控制台执行如下命令，将工具链安装路径添加到系统默认路径。

编译linux 前请确认工具链路径已经添加。

export PATH=/usr/local/armtools/bin:$PATH
或者修改/etc/profile 文件，将以上命令添加到最后。

这样每次启动控制台将自动执行该命令。

4EEPROM的概要设计
4.1IIC总线的读/写控制逻辑
4.1.1 读写控制逻辑
开始条件（START_C）
在开始条件下，当SCL为高电平时，SDA 由高转为低。

停止条件（STOP_C）
在停止条件下，当SCL为高电平时，SDA 由低转为高。

确认信号（ACK）
在接收方应答下，每收到一个字节后便将SDA 电平拉低。

数据传送（Read/Write）
IIC总线启动或应答后SCL高电平期间数据串行传送；低电平期间为数据准备，并允许SDA 线上
数据电平变换。

总线以字节（8bit）为单位传送数据，且高有效位(MSB)在前。

IIC 数据传送时序如图4-1所示。

图4-1 IIC数据传送时序图
4.1.2 IIC接口及EEPROM
IIC总线是同步串行数据传输总线，其标准总线传输速率为100KB/S，增强总线可达到400KB/S。

总线驱动能力为400PF，S3C2410×RISC微处理器能支持多主IIC总线串行接口。

下图4-2为IIC总线的内部接口框图[12]。

图4-2 IIC 总线的内部接口框图
IIC 总线可构成多主和主从系统。

在多主系统结构中，系统通过硬件或软件仲裁获得总线控制使用权。

应用系统中 IIC 总线多采用主从结构，即总线上只有一个主控节点，总线上的其它设备都作为从设备。

IIC 总线上的设备寻址由器件地址接线决定，并且通过访问地址最低位来控制读写方向。

目前，通用存储器芯片多为 EEPROM ，其常用的协议主要有两线串行连接协议（IIC ）和三线串行连接协议。

带 IIC 总线接口的 EEPROM 有许多型号，其中 AT24CXX 系列使用十分普遍。

产品包括AT2401/02/04/08/16 等，其容量（字节数X 页）分别为 128x8/256x8/512x8/1024x8/2048x 。

适用于 2V ～5V 的低电压的操作。

具有低功耗和高可靠性等优点。

AT24 系列存储器芯片采用 CMOS 工艺制造，内置有高压泵，可在单电压供电条件下工作。

其标准封装为8脚DIP 封装形式[5]，如图4-3所示。

图4-3 AT24 系列存储器芯片结构
各引脚的功能说明如下：
SCL---串行时钟。

遵循 ISO/IEC7816同步协议，漏极开路，需接上拉电阻。

在该引脚的上升沿，系统将数据输入到每个 EEPROM 器件，在下降沿输出。

SC IIC IIC
IIC 总线控制逻辑 PC
比
地址
4位比
位移位移寄存器
数据
SD
SDA---串行数据线。

漏极开路，需接上拉电阻，可与其他开路器件“线或”。

A0、A1、A2 器件/页面寻址地址输入端。

在AT24C01/02中，引脚被硬连接；其他AT24Cxx 均可接寻址地址线。

WP---读写保护。

接低电平时可对整片空间进行读写；高电平时不能读写受保护区。

Vcc/GND---一般输入+5V 的工作电压。

4.1.3 AT24C04结构与应用简述
AT24C04 由输入缓冲器和EEPROM 阵列组成。

由于EEPROM 的半导体工艺特性写入时间为5-4-2ms，如果从外部直接写入EEPROM ，每写一个字节都要等候5-4-2ms，成批数据写入时则要等候更长的时间。

具有SRAM输入缓冲器的EEPROM 器件，其写入操作变成对SRAM缓冲器的装载，装载完后启动一个自动写入逻辑将缓冲器中的全部数据一次写入EEPROM阵列中。

对缓冲器的输入称为页写，缓冲器的容量称为页写字节数。

AT24C04 的页写字节数为8，占用最低3位地址。

写入不超过页写字节数时，对EEPROM器件的写入操作与对SRAM的写入操作相同；若超过页写字节数时，应等候5-4-2ms 后再启动一次写操作。

由于EEPROM器件缓冲区容量较小（只占据最低3位），且不具备溢出进位检测功能，所以，从非零地址写入8 个字节数或从零地址写入超过8个字节数会形成地址翻卷，导致写入出错。

4.1.4 AT24CXX的数据操作格式
在IIC 总线中对AT24C04 内部存储单元读写，除了要给出器件的设备地址（DADDR）外还须指定读写的页面地址（PADDR）[4][7]，两者组成操作地址（OPADDR）如下：
1010 A2 A1- R/W （-为无效）
Embest JTAG教学系统中引脚A2A1A0为000，因此系统可寻址AT24C04 全部页面共4KB 字节。

按照AT24C04 器件手册读写地址（ADDR=1010 A2 A1- R/W）中的数据操作格式如下：
1）写入操作格式
写任意地址 ADDR_W，如图4-4所示。