串行E2PROM 24LC65在单片机中的应用

1. 概述

24LC65是目前容量较大的一种串行E2PROM 芯片，具有8kB的存储容量，体积小，功耗低，可掉电保护。AT89C52单片机亦具有8kB内部ROM，同样具备低功耗和控制功能强等特点，由两者构成的单片机小系统硬件开销少，数据可串行传送，功耗低，非常实用。但是，读、写24LC65的程序编写却比较麻烦，本文将介绍对其编程的方法，并介绍采用子程序结构编写的已通过的写、读24LC65的应用编程。

2. 24LC65与单片机的连接

2.1 24LC65的引脚功能

24LC65采用8脚DIP封装，引脚功能如下：
　　1～3脚(A0、A1、A2)为三位地址输入端；
　　4脚GND为接地端；
　　5脚SDA为二进制数据输入输出端；
　　6脚SCL为时钟输入端；
　　7脚NC悬空；
　　8脚VCC为5V正电源。

2.2 24LC65与单片机的连接

连接电路如图1所示，图中共接有8片24LC65芯片，芯片的三位地址A2、A1、A0接成8种组态，由A2、A1、A0排列组成8个片选地址，因此在两线上最多可选用8片，可寻址64kB存储空间，每片寻址8kB，其中，1＃芯片地址范围是0000H～1FFFH，8＃芯片地址范围是 E000H～FFFFH。SDA为串行数据输入输出线，SCL是时钟输入端，每次访问24LC65之前，必须执行启动I2C数据总线操作，每次结束访问时，也必须执行停止I2C数据总线操作，其操作时序由SCL与SDA的关系确定，如图2的示，可以看出，当SCL为高电平时，SDA由高变低时启动I2C总线，而SDA由低变高时，停止总线操作。若启动总线为读操作，则在SCL脉冲的下降沿读出1 bit的数据，若启动写操作，则在SCL脉冲的上升沿写入1 bit 的数据。

3. 数据格式

对E2PROM 24LC65每次写一个字节操作的数据格式由4个字节构成。第1字节为：

其中，×为任意，A12、A11、A10、A9、A8为E2PROM 24LC65的高5位地址。

第3字节是E2PROM 24LC65的低8位地址A7～A0。第4字节才是8位数据。注意，每个字节后紧跟一个回答(ACK)信号。

4. 写24LC65程序

用MCS－51单片机的指令编写对24LC65写一字节的子程序是关键，主程序连续调四次便可实现对24LC65写一字节数据的目的。假设待写入字节在单片机内字节地址分别是6FH、6EH、…、68H，并分别存放在待写入字节的D7、D6、…、D0位，作为调用写一字节子程序的入口参数。由主程序启动，并停止总线。其程序分别如下：

　　；主程序启动与停止总线
　　SETB P3.1　；SCL=1
　　SETB P3.0　；SDA=1
　　CLR P3.0　；SDA=0，启动总线
　　┊
         ┊
　　CLR P3.0
　　SETB P3.1
　　SETB P3.0　；停止总线操作
　　； 写一字节的子程序
　　MOV C，6FH　；D7位送给进位C
　　CLR P3.1
　　MOV P3.0，C
　　SETB P3.1；写入D7位
　　CLR P3.1
　　MOV C,6EH　；D6位送给进位C
　　MOV P3.0，C
　　SETB P3.1　；写入D6位
　　CLR P3.1
　　MOV C，6DH ；D5位送给进位C
　　MOV P3.0，C
　　SETB P3.1　；写入D5位
　　CLR P3.1
　　MOV C，6CH
　　MOV P3.0，C
　　SETB P3.1　；写入D4位
　　CLR P3.1
　　MOV C，6BH
　　MOV P3.0，C
　　SETB P3.1　；写入D3位
　　CLR P3.1
　　MOV C，6AH
　　MOV P3.0，C
　　SETB P3.1　；写入D2位
　　CLR P3.1
　　MOV C，69H
　　MOV P3.0，C
　　SETB P3.1　；写入D1位
　　CLR P3.1
　　MOV C，68H
　　MOV P3.0，C
　　SETB P3.1 ；写入D0位
　　CLR P3.1
　　NOP
　　SETB P3.1　；写一字节结束
　　CLR P3.1　 ；ACK
　　RET

5. 读24LC65程序

读24LC65程序中既有写控制字和写地址操作，又有读数据的操作，其中，写控制字和写地址操作相同于写24LC65程序，即前三个字节相同，只不过第三字节结束后要停止总线操作。第四字节重新启动总线，送读命令。只有第五字节才是读24LC65的操作。读24LC65的程序如下：
　　　　MOV R7，＃08H
READ：SETB P3.1 ；读一字节于A中
　　　　 CLR P3.1　 ；移出一位
　　　　MOV C，P3.0 ；移出一位传给进位C
　　　　RLC A
　　  　DJNZ R7，READ
　　　　SETB P3.1
　　　　CLR P3.1　；ACK
　　　　CLR P3.0
　　　　SETB P3.1
　　　　SETB P3.0　；停止总线
　　　　RET

该程序在实际使用中运行可靠，实用性强。如果希望增加存储容量，可以另选单片机的两条I/O线，同样可以连接8片24LC65芯片，组成另一64kB的串行E2PROM。