EEPROM（電可擦除可編程只讀存儲器）通過I2C、SPI或并行接口與微控制器連接，適合存儲少量需要頻繁更新的非易失性數據（如配置參數、校準值）。以下是連接與使用的詳細步驟和示例。

一、EEPROM接口類型與選擇

EEPROM通常支持以下接口，選擇時需考慮微控制器資源、速度需求和硬件設計復雜度：

推薦：優先選擇I2C（簡單）或SPI（高速），根據項目需求權衡。

二、硬件連接步驟

1. I2C接口連接（以AT24C256為例）

• 引腳定義：

• A0/A1/A2：設備地址配置（通過跳線或焊接選擇）。

• SCL：I2C時鐘線（接微控制器I2C時鐘引腳）。

• SDA：I2C數據線（接微控制器I2C數據引腳，需上拉電阻4.7kΩ）。

• WP：寫保護（接地允許寫入，接VCC禁止寫入）。

• VCC/GND：電源（通常3.3V或5V）。

• 連接示例（Arduino Uno）：

AT24C256   Arduino Uno A0/A1/A2   GND（地址0x50） SCL        A5（I2C時鐘） SDA        A4（I2C數據，接4.7kΩ上拉電阻） WP         GND（允許寫入） VCC        5V GND        GND

2. SPI接口連接（以25LC256為例）

• 引腳定義：

• CS：片選信號（低電平有效）。

• SCK：SPI時鐘線。

• MOSI：主出從入數據線。

• MISO：主入從出數據線。

• WP：寫保護（接地允許寫入）。

• HOLD：保持信號（接地或懸空）。

• 連接示例（Arduino Uno）：

三、軟件配置與編程

1. I2C接口編程（Arduino示例）

#include <Wire.h> #define EEPROM_ADDRESS 0x50  // AT24C256默認地址（A0/A1/A2接地） void setup() {  Wire.begin();  Serial.begin(9600);  // 寫入數據到EEPROM  uint16_t addr = 0x00;  byte dataToWrite = 0xAB;  writeEEPROM(addr, dataToWrite);  // 讀取并驗證  byte dataRead = readEEPROM(addr);  Serial.print("Read from EEPROM: 0x");  Serial.println(dataRead, HEX); } void loop() {} // 寫入單個字節 void writeEEPROM(uint16_t addr, byte data) {  Wire.beginTransmission(EEPROM_ADDRESS);  Wire.write((addr >> 8) & 0xFF);  // 高8位地址  Wire.write(addr & 0xFF);         // 低8位地址  Wire.write(data);  Wire.endTransmission();  delay(5);  // 等待寫入完成 } // 讀取單個字節 byte readEEPROM(uint16_t addr) {  Wire.beginTransmission(EEPROM_ADDRESS);  Wire.write((addr >> 8) & 0xFF);  Wire.write(addr & 0xFF);  Wire.endTransmission(false);  // 重啟傳輸（不發送停止位）  Wire.requestFrom(EEPROM_ADDRESS, 1);  if (Wire.available()) {    return Wire.read();  }  return 0xFF;  // 默認返回0xFF（未初始化） }

2. SPI接口編程（Arduino示例）

#include <SPI.h> #define CS_PIN 10  // 片選引腳 void setup() {  SPI.begin();  pinMode(CS_PIN, OUTPUT);  digitalWrite(CS_PIN, HIGH);  // 初始禁用片選  Serial.begin(9600);  // 寫入數據到EEPROM  uint16_t addr = 0x00;  byte dataToWrite = 0xCD;  writeEEPROM(addr, dataToWrite);  // 讀取并驗證  byte dataRead = readEEPROM(addr);  Serial.print("Read from EEPROM: 0x");  Serial.println(dataRead, HEX); } void loop() {} // 寫入單個字節 void writeEEPROM(uint16_t addr, byte data) {  digitalWrite(CS_PIN, LOW);  // 啟用片選  // 發送寫入指令（0x02） + 地址 + 數據  SPI.transfer(0x02);        // 寫入指令  SPI.transfer((addr >> 8) & 0xFF);  // 高8位地址  SPI.transfer(addr & 0xFF);         // 低8位地址  SPI.transfer(data);  digitalWrite(CS_PIN, HIGH); // 禁用片選  delay(5);  // 等待寫入完成 } // 讀取單個字節 byte readEEPROM(uint16_t addr) {  digitalWrite(CS_PIN, LOW);  // 啟用片選  // 發送讀取指令（0x03） + 地址  SPI.transfer(0x03);        // 讀取指令  SPI.transfer((addr >> 8) & 0xFF);  // 高8位地址  SPI.transfer(addr & 0xFF);         // 低8位地址  byte data = SPI.transfer(0x00);     // 發送空數據觸發讀取  digitalWrite(CS_PIN, HIGH); // 禁用片選  return data; }

四、關鍵注意事項

1. 地址范圍

• 確保寫入地址不超過EEPROM容量（如AT24C256為32KB，地址范圍0x0000~0x7FFF）。

• 錯誤示例：嘗試寫入地址0x8000會導致數據丟失或硬件異常。

2. 寫入時間

• EEPROM寫入需5ms左右，頻繁寫入可能導致性能瓶頸。

• 優化建議：批量寫入（頁寫入）或使用緩存機制。

3. 寫保護（WP引腳）

• 確保WP引腳接地（允許寫入），否則寫入操作無效。

4. 上拉電阻（I2C）

• SDA/SCL需接4.7kΩ上拉電阻，否則通信可能失敗。

5. 電源穩定性

• 寫入過程中斷電可能導致數據損壞，需確保電源穩定或添加超級電容。

6. 片選信號（SPI）

• 確保片選信號（CS）在通信期間保持低電平，結束后恢復高電平。

五、常見問題與解決方案

六、擴展應用場景

1. 設備配置存儲

• 存儲網絡參數（如WiFi SSID/密碼）、波特率等。

2. 校準數據保存

• 保存傳感器校準值（如陀螺儀零偏、ADC增益）。

3. 狀態記錄

• 記錄設備運行狀態（如開機次數、故障代碼）。

七、總結

• 連接核心：

• I2C：SCL/SDA + 上拉電阻 + 地址配置。

• SPI：MOSI/MISO/SCK/CS + 寫保護處理。

• 編程核心：

• 初始化接口 → 發送指令/地址 → 寫入/讀取數據 → 驗證結果。

• 關鍵點：

• 注意地址范圍、寫入時間、寫保護和電源穩定性。

• 優先使用頁寫入提高效率。

通過以上步驟和代碼示例，可以快速上手EEPROM的連接與使用，并根據具體需求調整實現方式。