AT24C256引腳圖及詳細(xì)介紹

一、AT24C256概述

AT24C256是一款由Atmel（現(xiàn)為Microchip）公司生產(chǎn)的串行電可擦可編程只讀存儲器（EEPROM），其存儲容量為256Kbit（即32KB）。該芯片采用I2C（Inter-Integrated Circuit）總線協(xié)議進行通信，具有結(jié)構(gòu)緊湊、功耗低、存儲容量大等特點，廣泛應(yīng)用于各種需要非易失性存儲的電子設(shè)備中，如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能儀表、消費類電子產(chǎn)品等。

AT24C256采用8引腳雙排直插式封裝（DIP）或貼片封裝（如SOP-8），其內(nèi)部存儲空間被劃分為512頁，每頁64字節(jié)。這種分頁結(jié)構(gòu)使得芯片在寫入數(shù)據(jù)時需要特別注意頁邊界的處理，以避免數(shù)據(jù)覆蓋。

二、AT24C256引腳圖及功能詳解

1. 引腳圖

AT24C256的引腳排列如下（以DIP封裝為例）：

2. 引腳功能詳解

（1）A0、A1、A2引腳

A0、A1、A2是AT24C256的器件地址選擇引腳，用于在I2C總線上區(qū)分多個相同的芯片。通過設(shè)置這些引腳的電平（高電平或低電平），可以為每個芯片分配一個唯一的7位器件地址。AT24C256的器件地址格式如下：

• 固定部分：1010（前4位）

• 地址選擇部分：A2、A1、A0（后3位，部分型號可能僅使用A1、A0）

• 讀寫位：R/W（最后1位，0表示寫，1表示讀）

例如，當(dāng)A0=0、A1=0、A2=0時，器件地址為0x50（寫）或0x51（讀）。

（2）VSS引腳

VSS是芯片的接地引腳，必須與系統(tǒng)的地線連接。

（3）SDA引腳

SDA是串行數(shù)據(jù)線，用于在I2C總線上傳輸數(shù)據(jù)。它是一個雙向引腳，既可以發(fā)送數(shù)據(jù)也可以接收數(shù)據(jù)。在通信過程中，SDA線上的數(shù)據(jù)必須在SCL為高電平時保持穩(wěn)定，在SCL為低電平時才能變化。

（4）SCL引腳

SCL是串行時鐘線，用于同步I2C總線上的數(shù)據(jù)傳輸。所有數(shù)據(jù)傳輸都必須在SCL的上升沿或下降沿進行。

（5）WP引腳

WP是寫保護引腳，用于防止對芯片的意外寫入操作。當(dāng)WP引腳接高電平時，芯片的所有寫操作被禁止，只能進行讀操作；當(dāng)WP引腳接低電平或懸空時，芯片的讀寫操作均正常。

（6）VCC引腳

VCC是芯片的電源引腳，支持1.8V至5.5V的寬電壓范圍。這使得AT24C256可以與多種不同電壓的微控制器或系統(tǒng)兼容。

三、AT24C256的工作原理

1. I2C總線通信

AT24C256通過I2C總線與主設(shè)備（如微控制器）進行通信。I2C總線是一種兩線制串行通信協(xié)議，包括SDA（數(shù)據(jù)線）和SCL（時鐘線）。通信過程由主設(shè)備發(fā)起，通過發(fā)送起始條件、器件地址、讀寫位、數(shù)據(jù)字節(jié)和停止條件來完成。

2. 讀寫操作

（1）寫操作

寫操作包括字節(jié)寫和頁寫兩種方式：

• 字節(jié)寫：主設(shè)備向AT24C256發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，并指定存儲地址。AT24C256接收到數(shù)據(jù)后，會返回一個應(yīng)答信號（ACK），并在內(nèi)部將數(shù)據(jù)寫入指定地址。

• 頁寫：主設(shè)備可以連續(xù)寫入多個字節(jié)（最多64字節(jié)，即一頁），而無需在每個字節(jié)后發(fā)送停止條件。AT24C256會自動遞增內(nèi)部地址指針，直到達(dá)到頁邊界。如果寫入的數(shù)據(jù)超過一頁，多余的字節(jié)會覆蓋頁的開頭部分。

（2）讀操作

讀操作包括當(dāng)前地址讀、隨機地址讀和連續(xù)讀三種方式：

• 當(dāng)前地址讀：讀取AT24C256內(nèi)部地址指針?biāo)赶虻漠?dāng)前地址的數(shù)據(jù)。

• 隨機地址讀：先向AT24C256發(fā)送一個要讀取的地址，然后再讀取該地址的數(shù)據(jù)。

• 連續(xù)讀：在一次讀操作后，AT24C256會自動遞增內(nèi)部地址指針，并連續(xù)輸出后續(xù)地址的數(shù)據(jù)，直到主設(shè)備發(fā)送停止條件。

3. 寫保護機制

AT24C256的寫保護引腳（WP）可以防止對芯片的意外寫入。當(dāng)WP引腳接高電平時，芯片的所有寫操作被禁止，只能進行讀操作。這在需要保護重要數(shù)據(jù)不被篡改的場合非常有用。

四、AT24C256的應(yīng)用場景

1. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，AT24C256可以用于存儲采集到的數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、壓力等。由于其非易失性特性，即使系統(tǒng)斷電，數(shù)據(jù)也不會丟失。

2. 智能儀表

在智能儀表中，AT24C256可以用于存儲儀表的配置參數(shù)、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)在儀表斷電后仍然需要保留，以便下次啟動時能夠正常工作。

3. 消費類電子產(chǎn)品

在消費類電子產(chǎn)品中，如數(shù)碼相機、MP3播放器等，AT24C256可以用于存儲用戶的設(shè)置信息、播放列表等。這些數(shù)據(jù)需要在設(shè)備重啟后保持不變。

4. 工業(yè)控制

在工業(yè)控制領(lǐng)域，AT24C256可以用于存儲控制參數(shù)、故障記錄等。其高可靠性和長壽命特性使得它非常適合在惡劣的工業(yè)環(huán)境中使用。

五、AT24C256的編程示例

以下是一個基于51單片機的AT24C256編程示例，展示了如何進行字節(jié)寫和字節(jié)讀操作。

1. 硬件連接

• 單片機的P2.0引腳連接AT24C256的SCL引腳

• 單片機的P2.1引腳連接AT24C256的SDA引腳

• AT24C256的A0、A1、A2引腳接地（器件地址為0x50）

• AT24C256的WP引腳接地（允許讀寫操作）

• AT24C256的VCC引腳接5V電源，VSS引腳接地

2. 字節(jié)寫操作示例

#include <reg51.h>

#include <intrins.h>



sbit SCL = P2^0;

sbit SDA = P2^1;



void I2C_Start(void) {

SDA = 1;

SCL = 1;

_nop_();

SDA = 0;

_nop_();

SCL = 0;

}



void I2C_Stop(void) {

SDA = 0;

SCL = 1;

_nop_();

SDA = 1;

_nop_();

}



void I2C_SendAck(bit ack) {

SDA = ack;

SCL = 1;

_nop_();

SCL = 0;

SDA = 1;

}



bit I2C_RecvAck(void) {

bit ack;

SDA = 1;

SCL = 1;

_nop_();

ack = SDA;

SCL = 0;

return ack;

}



void I2C_SendByte(unsigned char dat) {

unsigned char i;

for (i = 0; i < 8; i++) {

SDA = (dat & 0x80) ? 1 : 0;

dat <<= 1;

SCL = 1;

_nop_();

SCL = 0;

}

I2C_RecvAck();

}



unsigned char I2C_RecvByte(void) {

unsigned char i, dat = 0;

SDA = 1;

for (i = 0; i < 8; i++) {

dat <<= 1;

SCL = 1;

_nop_();

if (SDA) dat |= 0x01;

SCL = 0;

}

I2C_SendAck(0);

return dat;

}



void AT24C256_WriteByte(unsigned int addr, unsigned char dat) {

I2C_Start();

I2C_SendByte(0xA0); // 器件地址（寫）

I2C_RecvAck();

I2C_SendByte((unsigned char)(addr >> 8)); // 高8位地址

I2C_RecvAck();

I2C_SendByte((unsigned char)addr); // 低8位地址

I2C_RecvAck();

I2C_SendByte(dat); // 數(shù)據(jù)

I2C_RecvAck();

I2C_Stop();

// 延時，等待寫入完成

// 具體延時時間取決于AT24C256的寫入周期（通常為5ms）

}



void main() {

AT24C256_WriteByte(0x0000, 0x55); // 向地址0x0000寫入數(shù)據(jù)0x55

while (1);

}

3. 字節(jié)讀操作示例

unsigned char AT24C256_ReadByte(unsigned int addr) {

unsigned char dat;

I2C_Start();

I2C_SendByte(0xA0); // 器件地址（寫）

I2C_RecvAck();

I2C_SendByte((unsigned char)(addr >> 8)); // 高8位地址

I2C_RecvAck();

I2C_SendByte((unsigned char)addr); // 低8位地址

I2C_RecvAck();

I2C_Start();

I2C_SendByte(0xA1); // 器件地址（讀）

I2C_RecvAck();

dat = I2C_RecvByte(); // 讀取數(shù)據(jù)

I2C_Stop();

return dat;

}



void main() {

unsigned char dat;

dat = AT24C256_ReadByte(0x0000); // 從地址0x0000讀取數(shù)據(jù)

while (1);

}

六、AT24C256的注意事項

1. 寫保護：在使用WP引腳時，必須確保其電平狀態(tài)符合設(shè)計要求，以避免意外寫入或無法寫入的情況。

2. 寫入周期：AT24C256的寫入周期通常為5ms，因此在連續(xù)寫入多個字節(jié)時，必須適當(dāng)延時，以確保數(shù)據(jù)正確寫入。

3. 頁邊界：在進行頁寫操作時，必須注意頁邊界的處理，避免數(shù)據(jù)覆蓋。

4. 電源穩(wěn)定性：AT24C256對電源電壓的穩(wěn)定性要求較高，必須確保電源電壓在1.8V至5.5V范圍內(nèi)，并避免電壓波動過大。

5. 總線沖突：在I2C總線上連接多個設(shè)備時，必須確保每個設(shè)備的器件地址唯一，以避免總線沖突。

七、總結(jié)

AT24C256是一款功能強大、應(yīng)用廣泛的串行EEPROM芯片，其256Kbit的存儲容量、I2C總線通信協(xié)議、寫保護機制等特點使得它在各種電子設(shè)備中都有廣泛的應(yīng)用。通過本文的詳細(xì)介紹，讀者可以全面了解AT24C256的引腳功能、工作原理、編程方法以及應(yīng)用場景，為實際開發(fā)提供有力的支持。在實際應(yīng)用中，必須注意寫保護、寫入周期、頁邊界等關(guān)鍵問題，以確保芯片的正常工作和數(shù)據(jù)的可靠性。