寫在前言

? 此為博主自學江科大51單片機（B站）的筆記，方便后續重溫知識

? 在后面的章節中，為了防止篇幅過長和易于查找，我把一個小節分成兩部分來發，上章節主要是關于本節課的硬件介紹、電路圖、原理圖等理論知識，主要是為下章節的代碼部分打基礎。

? 我的單片機是24年12月在tb普中買的，型號是STC89C52，在原視頻中引腳或接口不對應的我都會改正，保證在我的機子上能運行才發上來的，還有一些文字部分是我的理解，并非照搬，所以可能有理解不到位的現象。

? 如有誤或交流，敬請指點提問

一、存儲器

1.介紹

RAM的特點是存儲速度特別快，但是掉電會丟失；ROM的特點是存儲速度特別慢，但是掉電不會丟失

SRAM是所有存儲器最快的，一般用于電腦的CPU高速緩存，容量相對較少，成本較高；DRAM原理是用電容存儲，容值很小，需要配一個掃描電路，需要每隔一段時間補電，一般用于電腦的內存條，手機的運行內存，容量相對較大，成本較低

ROM的前四個都是一個系列的，MaskROM只能讀取不能寫；PROM可編程，但是只能寫入一次；EPROM即可以編程也可以擦除，清除需要拿紫外線照射30分鐘，E2PROM這種只需要用電就可以擦除（本單片機所用）；Flash（閃存）：電腦固態硬盤，手機存儲，運用最廣泛；硬盤（電腦機械硬盤，利用電磁存儲）、軟盤（淘汰）、光盤（光信號存儲）

2.簡化模型

橫向的線成為地址總線；豎向的線稱為數據總線

我們在橫線賦值就是選擇地址，在豎線賦值就是寫入數據

右邊這樣接一個二極管的連接方式可以有效防止其他行干擾

PROM跟MaskROM其實一樣，藍色的二極管是一種特殊二極管，即很容易擊穿，當我們在橫線給高電壓，藍色二極管就會被擊穿，就會變成右邊的狀態，但是被擊穿之后就永遠被擊穿了，所以我們只能寫入一次，這就是PROM

二、AT24C02

1.介紹

• AT24C02是一種可以實現掉電不丟失的存儲器，可用于保存單片機運行時想要永久保存的數據信息
• 存儲介質：EPROM
• 通訊接口：I2C總線
• 容量：256字節
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2.引腳及應用電路

• VCC、GND：電源（1.8V-5.5V）
• WP：寫保護（高電平有效
• SCL、SDA：I2C接口
• A0、A1、A2：I2C地址

3.內部結構框圖??

三、I2C（I方C）總線（重難點）

總覽：先介紹，電路，然后學六種時序函數，寫數據幀，學三種數據幀，再學習AT24C02數據幀

1.介紹

• I2C總線（intel IC BUS）是有飛利浦公司開發的一種通用數據總線
• 兩根通信線：SCL（serial clock）、SDA（serial data）
• 同步、半雙工、帶數據應答
• 通用的I2C總線，可以使各種設備的通信標準統一，對于廠家來說，使用成熟的方案可以縮短芯片設計周期、提高穩定性，對于應用者來說，使用通用的通信協議可以避免學習各種各樣的自定義協議、降低了學習和應用的難度
• 左1圖是一個小巧的OLED屏幕，左2圖是D3231，一種時鐘芯片，比1302精度高很多 ，右1圖是一種陀螺儀傳感器，姿態傳感器，用于平衡車無人機等；這些都可以通過I2C模塊進行通信
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2.電路規范

• 所有I2C設備的SCL連在一起，SDA連在一起
• 設別的SCL和SDA均要配置成開漏輸出模式
• SCL和SDA各添加一個上拉電阻，阻值一般為4.7K歐左右
• 開漏輸出和上拉電阻的共同作用實現了“線與”的功能，此設計主要是為了解決多級通信互相干擾的問題
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• 左圖是一個連接圖，開漏輸出保證了CPU想通信某一個設備時，其他設備沒有干擾，給1就會進入浮空狀態
• 右圖是內部結構，下面的三角是一個輸入的緩存，輸入阻抗很大相當于斷開，相當于一個電壓表監視著電壓；上面是目視管，相當于電子開關，給低電平導通，給高電平斷開，不干擾外界
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3.I2C時序結構

（1）起始和終止

• 起始條件：SCL高電平期間，SDA從高電平切換到低電平S：Start
• 終止條件：SCL高電平期間，SDA從低電平切換到高電平P：Stop

（2）發送和接收

• ?發送一個字節：SCL低電平期間，主機（單片機）將數據位依次放到SDA線上（高位在前），然后拉高SCL，從機將在SCL高電平期間讀取數據位，所以SCL高電平期間SDA不允許有數據變化，依次循環上述過程8次，即可發送一個字節

• 接收一個字節：?SCL低電平期間，從機將數據位依次放到SDA線上（高位在前），然后拉高SCL，主機將在SCL高電平期間讀取數據位，所以SCL高電平期間SDA不允許有數據變化，依次循環上述過程8次，即可接收一個字節（主機在接收之前，需要釋放SDA）

（3）應答

• 發送應答：在接收完一個字節之后，主機在下一個時鐘發送一位數據，數據0表示應答，數據1表示非應答
• 接收應答：在發送完一個字節之后，主機在下一個時鐘接收一位數據，判斷從機是否應答，數據0表示應答，數據1表示非應答（主機在接收之前，需要釋放SDA）
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4.I2C數據幀

（1）發送一幀數據

首先是Strat起始時序；第二個是發送“從機地址+讀寫位”，又分為八位，前七位是地址，地位前4位是固定的，不同芯片不同，我們24C02固定為1010，最后一位是讀寫標識位；第三個是RA：0，接收應答，每次發送后都會加一個接收應答，接下來是發送第一個字節，接收應答，發送第二個字節，接收應答等等等，最后是Stop結束時序

（2）接收一幀數據

結構差不多都一樣，區分就是第二個的最后一位是讀取位，然后最后一位要發送非發送應答

（3）符合格式（先發送再接收數據幀）

就是在發送完數據幀，不寫終止時序，接上讀取數據幀

5.AT24C02數據幀

• 字節寫：在WORD ADDRESS處寫入數據DATA

• 隨機讀：讀出在WORD ADDRESS處的數據DATA
• AT24C02的固定地址為1010，可配置地址本開發板上為000，所以SLAVE ADDRESS+W為0xA0，SLAVE ADDRESS+R為0xA1?

下面看看手冊里的關于這部分的解釋

• 字節寫：在“字地址”處寫入“數據”

• 隨機讀：讀出在“字地址”處的“數據”