非易失存储器原理与测试说明.docx

“非易失存储器”原理与测试说明
1程序设计目标及程序运行效果说明
程序设计目标：本程序是对24C02存储页面的0x00地址写入可变化的数据，然后读取数据，并显示在数码管上。
程序运行效果说明：
位数码管默认显示0。按下key3，要写入数据的地址加1。按下key2要写入的数据加1。按下key1，向存储器写入数据并读取数据，并显示在数码管上。数码管左边2位（第一、第二位）是写入的地址,数码管中间两位（第四、第五位）是写入的数据，数码管右边两位（第七、第八位）是显示从非易失存储器读取的数据。
2程序相关电路及工作原理说明
非易失性存储器（nonvolatilememory）是掉电后数据能够保存的存储器，它不用定期地刷新存储器内容。这包括所有形式的只读存储器（ROM），像是可编程只读存储器（PROM）、可擦可编程只读存储器（EPROM）、电可擦除只读存储器（EEPROM）和闪存。在许多常见的应用中，微处理器要求非易失存储器来存放其可执行代码、变量和其他暂态数据（例如采集到的温度、光照等数据）。
2.1 24C02工作电路及其工作原理

图124C02模块电路
本实验采用24C02芯片，24C02通过IIC_SCL和IIC_SDA与单片机相连，单片机以IIC总线的方式对24C02进行读写。24C02是一个2K位串行E2PROM，内部含有256个8位字节。
（1）管脚配置

（2）管脚描述

（3）寻址方式
寻址信号由一个字节构成，高7位为地址位，最低位为方向位，用以表明主机与从器件的数据传送方向。方向位位0，表明主机接下来对从器件进行写操作；方向位位1，表明主机接下来对从器件进行读操作。

A0，A1和A2对应器件的管脚1，2和3；
a8，a9和a10对应存储阵列地址字地址；
（4）读/写时序
写一个字节时序

读一个字节时序

如图，写一个字节时序，第一个DEVSEL是器件选择信号，器件选择的范围为（000~111），总共可以选择8个24C02芯片器件。但是本实验只用到了1个24C02芯片，所以对应的器件管脚地址A2A1A0为000。第二个信号BYTEADDR是地址信号，表示要对哪一个地址进行操作，第三个DATAIN则是写入的数据。而读操作则是多了一步，DEVSEL和BYTEADDR后，还有一个DEVSEL，但此信号的最后一位为高，表示是读操作，随后从机会把相应地址的数据发送给主机。
2.2I2C总线介绍
I2C（Inter－IntegratedCircuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。I2C总线硬件结构图如下：

SCL是时钟线，SDA是数据线
I2C总线信号包括有，启始信号，停止信号和应答信号，在程序用分别用函数voidstart()、voidstop()、voidrespons()表示。24C02的存储空间为2K，每一次写和读操作都只能操作已选定的对应24C02芯片的地址数据。要切换操作的芯片，需要重新发送寻址信号，在voidwrite_add(ucharaddr,uchardate)函数中，第一个寻址信号writebyte(0xa0)，已经固定了本程序只能在第0个芯片进行操作（注：0xa0化为二进制为1010000，其中，前4位1010是固定不能改变的，最后一位0代表写操作，1代表读操作，而中间三位则是代表不同芯片地址的编号），若要改变需要操作的芯片，则只需改变中间三位即可。
（1)）I2C位传输
数据传输：SCL为高电平时，SDA线若保持稳定，那么SDA上是在传输数据bit；若SDA发生跳变，则用来表示一个会话的开始或结束
数据改变：SCL为低电平时，SDA线才能改变传输的bit

（2）I2C开始和结束信号
开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。

（3）I2C应答信号
主设备每发送完8bit数据后等待从设备的ACK。
即在第9个clock，从IC发ACK，SDA会被拉低。
若没有ACK，SDA会被置高，这会引起Master发生RESTART或STOP流程。
3测试说明
（1）用STCISP打开并下载HEX文件；
（2）默认下载后数码管显示0；
（3）按下key3，要写入的数据的地址加1。按下key2要写入的数据加1。按下key1，向
存储器写入数据并读取数据，并显示在数码管上。数码管左边2位（第一、第二位）是写入的地址,数码管中间两位（第四、第五位）是写入的数据，数码管右边两位（第七、第八位）是显示从非易失存储器读取的数据。