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STM32F103驅動M24256 256k存盤芯片進行讀寫

2020-09-13 05:46:36 後端開發

0 摘要

M24256 是一個256k的存盤芯片,本文將主要講解如何采用模擬IIC實作對M24256的讀寫驅動操作,并且使用Proteus進行仿真驗證,處理器采用STM32F103,使用STM32CubeMX和Keil5進行聯合開發,

1 所使用的軟體

  • Proteus 8.9 SP2

    鏈接:https://pan.baidu.com/s/1Mnc5M0A5rOIQ2xrPT96ugw

    提取碼:dfct

  • Keil5

    鏈接:https://pan.baidu.com/s/1Aavx3TkvBSLrLxlFOZ7xPw

    提取碼:uagc

  • STM32CubeMX

    https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubemx.html

2 M24256介紹

M24256ST公司的一款256k EEPROM存盤芯片,其具有以下特點,

  • M24256具有256kbit EEPROM內容,每頁可寫入的內容為64bytes(Page Size = 64 bytes)
  • Single supply voltage and high speed
  • Write:
    • – Byte Write within 5 ms
    • – Page Write within 5 ms
  • Random and sequential Read modes
  • Write protect of the whole memory array 所有記憶體整列均可以進行寫保護
  • Enhanced ESD/Latch-Up protection
  • More than 4 million Write cycles
  • More than 200-years data retention

       

M24256引腳介面如表2-1所示:

表2-1 芯片引腳定義

Signal name

Function

Direction

E2E1E0

Chip Enable

Input

SDA

Serial Data

I/O

SCL

Serial Clock

Input

WC(低電平有效)

Write Control

Input

VCC

Supply voltage

  

VSS

Ground

  

   

通過控制E2E1E0的電平關系來修改芯片的地址,也就是說每一個IIC總線上最多可以掛接8個M24256存盤芯片,

Write Control引腳用于保護寫操作,可以用來保護存盤器的整個內容免受意外寫操作,將寫控制(WC)驅動為高電平時,將禁止對整個存盤器陣列進行寫操作, 當寫控制(WC)被驅動為低電平或懸空時,使能寫操作, 將寫控制(WC)驅動為高電平時,確認器件選擇和地址位元組,不確認資料位元組,

3 M24256設備地址

   

表3-1 芯片地址(設備選擇代碼)

通過硬體電路定義E2E1E0的電平來定義設備的地址,其中最低位為讀寫標志位,當bit0=1時處于Read模式,反之處于Write模式,而高八位為固定地址,通常使用的是Memory array情況,所以高八位為A

如果在設備選擇代碼上發生匹配,則相應的設備會在第9位時間內給出串行資料(SDA)的確認, 如果設備與設備選擇代碼不匹配,則會從總線上取消選擇自身,并進入待機模式,

   

4 M24256寫操作

當芯片處于非寫保護狀態,即WC為0時對應的時序圖如圖4-1所示,

表4-1 M24256寫時序(WC為低電平)

由圖可以看出,M24256支持兩種形式的寫操作,分別是按位元組寫入和按頁寫入,接下來將針對其時序圖逐一進行分析,

4.1 Byte Write Mode

按位元組寫入的時序圖如圖4-2所示,

圖4-2 Byte Write Mode 時序圖

由圖可知,該模式下,設備僅向指定地址中寫入一個位元組的資料,其包含的時序程序如下:

Start

發送設備地址

1010 E2E1E0 0

ACK

待寫入的設備地址高8位

Byte addr

ACK

待寫入的設備地址低8位

Byte addr

ACK

待寫入的八位資料

Data in

ACK

Stop

對應的寫入代碼如下:

uint8_t W24256_Byte_Write(uint8_t WriteData,uint16_t address)

{

    uint16_t usAddr;

    usAddr = address;  

    /* 第1步:I2C總線啟動 */

    IIC_Start();

    /* 第2步:起控制字,高7bit是地址,bit0是讀寫控制位,0表示1表示 */

    IIC_Send_Byte(EEPROM_DEV_ADDR | I2C_WR);    /* 此指令 */

    /*第3步:等待ACK信*/

    if (IIC_Wait_Ack() != 0)

    {

        goto cmd_fail;  /* EEPROM器件無 */

    }

    /* 第4步:送字地址,送地址直接高八位*/

    IIC_Send_Byte((uint8_t)(usAddr>> 8));

    /*第5步:等待ACK信*/

    if (IIC_Wait_Ack() != 0)

    {

        goto cmd_fail;  /* EEPROM器件無 */

    }

    /* 第6步:送字地址,送地址直接低八位*/

    IIC_Send_Byte((uint8_t)(usAddr&0x00ff));

    /*第7步:等待ACK信*/

    if (IIC_Wait_Ack() != 0)

    {

        goto cmd_fail;  /* EEPROM器件無 */

    }

    /* 第8步: */

    IIC_Send_Byte(WriteData);

    /*第7步:等待ACK信*/

    if (IIC_Wait_Ack() != 0)

    {

        goto cmd_fail;  /* EEPROM器件無 */

    }

    IIC_Stop();

    return 1;

cmd_fail: /* 命令行失后,切記發送停止信,避免影I2C總線上其他設備 */

    /* I2C總線停止信 */

    IIC_Stop();

    return 0;

}

4.2 Page Write Mode

按頁寫入的時序圖如圖4-3所示,

圖4-3 Page Write Mode

由圖可知,該模式下,設備可以向指定頁中寫入指定位元組的資料,可寫入的位元組數小于等于64byte,其包含的時序程序如下:

Start

發送設備地址

1010 E2E1E0 0

ACK

待寫入的設備地址高8位

Byte addr

ACK

待寫入的設備地址低8位

Byte addr

ACK

待寫入的八位資料

Data in

如果繼續寫入,則ACK

停止寫入,則NACK

STOP

對應的按頁寫入代碼如下:

uint8_t W24256_Page_Write(uint8_t *WriteBuf, uint16_t Page, uint16_t Size)

{

    uint16_t i,m;

    uint16_t usAddr;

      

    /*

     * 串行EEPROM不像操作可以連續讀多字,每次操作只能在同一page,

     * 24xx02,page size = 8

     * 簡單理方法:按字節寫操作模式,沒寫1,都送地址

     * 了提高連續寫的效率: 本函采用page wirte操作,

     */

   

    usAddr = Page * 0x0040;

    for (i = 0; i < Size; i++)

    {

        /* 當發送第1或是面首地址,需要重新啟動和地址 */

        if ((i == 0) || (usAddr & (EEPROM_PAGE_SIZE - 1)) == 0)

        {

//          /* 第0步:停止信啟動內操作 */

//          IIC_Stop();

              

            /* 通過檢查器件答的方式,判斷內操作是否完成, 一般小于 10ms            

                CLK200KHz查詢數為30次左右

            */

            for (m = 0; m < 1000; m++)

            {              

                /* 第1步:I2C總線啟動 */

                IIC_Start();

                  

                /* 第2步:起控制字,高7bit是地址,bit0是讀寫控制位,0表示1表示 */

                IIC_Send_Byte(EEPROM_DEV_ADDR | I2C_WR);    /* 此指令 */

                  

                /* 第3步:送一個時鐘,判器件是否正確應 */

                if (IIC_Wait_Ack() == 0)

                {

                    break;

                }

            }

            if (m  == 1000)

            {

                goto cmd_fail;  /* EEPROM器件 */

            }

          

            /* 第4步:送字地址,送地址直接高八位*/

            IIC_Send_Byte((uint8_t)(usAddr>> 8));

            /*第五步:等待ACK信*/

            if (IIC_Wait_Ack() != 0)

            {

                goto cmd_fail;  /* EEPROM器件無 */

            }

            /* 第6步:送字地址,送地址直接低八位*/

            IIC_Send_Byte((uint8_t)(usAddr&0x00ff));

            /* 第5步:等待ACK */

            if (IIC_Wait_Ack() != 0)

            {

                goto cmd_fail;  /* EEPROM器件無 */

            }

        }

      

        /* 第6步: */

        IIC_Send_Byte(WriteBuf[i]);

      

        /* 第7步:ACK */

        if (IIC_Wait_Ack() != 0)

        {

            goto cmd_fail;  /* EEPROM器件無 */

        }

   

        usAddr++;   /* 地址增1 */      

    }

      

    /* 命令行成功,I2C總線停止信 */

    IIC_Stop();

    return 1;

   

cmd_fail: /* 命令行失后,切記發送停止信,避免影I2C總線上其他設備 */

    /* I2C總線停止信 */

    IIC_Stop();

    return 0;

}

注:M24256有256kbit空間,每一頁的大小Page Size =64,所以計算可得頁的取值范圍為:256*1024/8/64 = 512 頁,

5 M24256讀操作

WC引腳的電平狀態對讀操作無效,所以其對應的時序圖入圖5-1所示,

圖5-1 Read mode sequences

由圖5-1可知,M24256共有三種模式的讀操作,包括隨機地址讀取(Random Address Read)、當前地址(Current Address Read)、順序讀取(Sequential Read)

下面主要針對隨機地址讀取和順序讀取兩種模式進行分析,其余分析類似,

5.1 Random Address Read

圖5-2 Random Address Read 時序圖

由圖可知,該模式下,僅從設備的指定地址中讀取一個位元組的資料,其包括的時序如下:

Start

設備地址和控制字

1010 E2E1E0 0

ACK

待寫入的設備地址高8位

Byte addr

ACK

待寫入的設備地址低8位

Byte addr

ACK

Start

重啟IIC總線

設備地址和控制字

1010 E2E1E0 1

ACK

讀出的資料

Data out

NACK

Stop

對應的代碼如下:

uint8_t W24256_Byte_Read( uint16_t Address)

{

    uint16_t uAddress;

    uint8_t ReadData;

    uAddress = Address;

    /* 第1步:I2C總線啟動 */

    IIC_Start();    

    

    /* 第2步:起控制字,高7bit是地址,bit0是讀寫控制位,0表示1表示 */

    IIC_Send_Byte(EEPROM_DEV_ADDR | I2C_WR);    /* 此指令 */  

    

    /* 第3步:等待ACK */

    if (IIC_Wait_Ack() != 0)

    {

        IIC_Stop(); /* EEPROM器件無 */

    }

    

    /* 第4步:送字地址高8位 */

    IIC_Send_Byte((uint8_t)(uAddress>>8));  

    

    /* 第5步:等待ACK */

    if (IIC_Wait_Ack() != 0)

    {

        IIC_Stop(); /* EEPROM器件無 */

    }  

    /* 第6步:送字地址低八位 */

    IIC_Send_Byte((uint8_t)uAddress&0xff);  

    

    /* 第7步:等待ACK */

    if (IIC_Wait_Ack() != 0)

    {

        IIC_Stop(); /* EEPROM器件無 */

    }

    /* 第8步:重新啟動I2C總線,前面的代的目的向EEPROM送地址,下面 */

    IIC_Start();    

    

    /* 第9步:起控制字,高7bit是地址,bit0是讀寫控制位,0表示1表示 */

    IIC_Send_Byte(EEPROM_DEV_ADDR | I2C_RD);    /* 此指令 */

      

    /* 第10步:ACK */

    if (IIC_Wait_Ack() != 0)

    {

        IIC_Stop(); /* EEPROM器件無 */

    }  

      

   

    /* 第11步:保存*/

    ReadData = https://www.cnblogs.com/Mr-Wangblogs/p/IIC_Read_Byte(); /* 1 */

    /*第12步:NACK命令*/    

    IIC_NAck(); /* 最后1節讀完后,CPUNACK信(驅動SDA = 1) */

   

    /*第13步:I2C總線停止信 */

    IIC_Stop();

    return ReadData;    /* 行成功 */

}

5.2 Sequention Random Read

圖5-3 Sequention Random Read 時序圖

由圖可知,該模式下,可以向指定地址中讀取指定數目的資料,其包括的時序如下:

Start

設備地址和控制字

1010 E2E1E0 0

ACK

待寫入的設備地址高8位

Byte addr

ACK

待寫入的設備地址低8位

Byte addr

ACK

Start

重啟IIC總線

設備地址和控制字

1010 E2E1E0 1

ACK

讀出的資料

Data out

如果到達要讀取資料個數,發送NACK,反之發送ACK

Stop

其對應的代碼如下:

/**

  * 函功能: 串行EEPROM指定地址處開取若干

  * 引數: ReadBuf : 存放到的據的緩沖區

  *           Address : 起始地址  

  *           Size : 度,

  * 返 回 :  0 表示失1表示成功

  *     明:無

  */

uint8_t W24256_Page_Read(uint8_t *ReadBuf, uint16_t Page, uint16_t Size)

{

    uint16_t i;

    uint16_t uAddress;

    /* 采用串行EEPROM隨即讀取指令序列,連續讀取若干字 */

    uAddress = Page * 0x0040;

    /* 第1步:I2C總線啟動 */

    IIC_Start();    

    

    /* 第2步:起控制字,高7bit是地址,bit0是讀寫控制位,0表示1表示 */

    IIC_Send_Byte(EEPROM_DEV_ADDR_Page | I2C_WR);   /* 此指令 */  

    

    /* 第3步:等待ACK */

    if (IIC_Wait_Ack() != 0)

    {

        goto cmd_fail;  /* EEPROM器件無 */

    }

    

    /* 第4步:送字地址高8位 */

    IIC_Send_Byte((uint8_t)(uAddress>>8));  

    

    /* 第5步:等待ACK */

    if (IIC_Wait_Ack() != 0)

    {

        goto cmd_fail;  /* EEPROM器件無 */

    }  

    /* 第6步:送字地址低八位 */

    IIC_Send_Byte((uint8_t)uAddress&0xff);  

    

    /* 第7步:等待ACK */

    if (IIC_Wait_Ack() != 0)

    {

        goto cmd_fail;  /* EEPROM器件無 */

    }

    /* 第8步:重新啟動I2C總線,前面的代的目的向EEPROM送地址,下面 */

    IIC_Start();    

    

    /* 第7步:起控制字,高7bit是地址,bit0是讀寫控制位,0表示1表示 */

    IIC_Send_Byte(EEPROM_DEV_ADDR_Page | I2C_RD);   /* 此指令 */

      

    /* 第8步:ACK */

    if (IIC_Wait_Ack() != 0)

    {

        goto cmd_fail;  /* EEPROM器件無 */

    }  

      

    /* 第9步:循環讀 */

    for (i = 0; i < Size; i++)

    {

        ReadBuf[i] = IIC_Read_Byte();   /* 1 */

          

        /* 每1后,需要Ack, 最后一不需要Ack,Nack */

        if (i != Size - 1)

        {

            IIC_Ack();  /* 中節讀完后,CPUACK信(驅動SDA = 0) */

        }

        else

        {

            IIC_NAck(); /* 最后1節讀完后,CPUNACK信(驅動SDA = 1) */

        }

    }

    /* I2C總線停止信 */

    IIC_Stop();

    return 1;   /* 行成功 */

   

cmd_fail: /* 命令行失后,切記發送停止信,避免影I2C總線上其他設備 */

    /* I2C總線停止信 */

    IIC_Stop();

    return 0;

}

   

6 M24256讀寫測驗

使用Proteus 和Stm32CubeMX keil 聯合開發,對M24256的讀寫測驗進行仿真分析,

圖6-1 仿真搭建

6.1 按位元組讀寫測驗結果

代碼如下

W24256_Byte_Write(0x01,0x0000);

HAL_Delay(100);

W24256_Byte_Read(0x0000);

HAL_Delay(500);

圖6-2 仿真結果

第一行

S

A0

A

00

A

00

A

01

A

P

向1101 000x設備的0x0000地址寫入0x01資料

   

第二行

S

A0

A

00

A

00

A

Sr

A1

A

01

N

P

從1101 000x設備的0x0000地址讀出資料,讀出的資料為0x01

   

6.2 按頁讀寫測驗結果

uint8_t Data[3]={0x01,0x05,0xff};

uint8_t DataRead[3]={0x00,0x00,0x00};

W24256_Page_Write(Data,10,3);

HAL_Delay(100);

W24256_Page_Read(DataRead,10,3);

HAL_Delay(500);

圖6-3 仿真結果

第一行

S

A0

A

02

A

80

A

01

A

05

A

FF

A

P

向1101 000x設備的第10頁(0X0280)寫入0x01、0X05、0XFF三個位元組資料

   

第二行

S

A0

A

02

A

80

A

Sr

A1

A

01

A

05

A

FF

N

P

從1101 000x 設備的第10頁(0x0280)讀取3個位元組資料,讀出的資料為 0x01、0x05、0xff

   

6.3 按位元組讀寫多個位元組測驗

    uint8_t Data[3]={0x01,0x05,0xff};

    uint8_t DataRead[3]={0x00,0x00,0x00};

    W24256_Write(0x0000,Data,3);

    HAL_Delay(100);

    W24256_Read(0x0000,DataRead,3);

    HAL_Delay(500);

   

圖6-4 仿真結果

第一行

S

A0

A

00

A

00

A

01

A

P

向1010 000x設備的0x0000地址寫入0x01資料

第二行

S

A0

A

00

A

01

A

05

A

P

向1010 000x設備的0x0001地址寫入0x05資料

第三行

S

A0

A

00

A

02

A

FF

A

P

向1010 000x設備的0x0002地址寫入0xFF資料

   

第四行

S

A0

A

00

A

00

A

Sr

A1

A

01

N

P

從1010 000x設備的0x0000地址讀取資料,結果為0x01

第五行

S

A0

A

00

A

01

A

Sr

A1

A

05

N

P

從1010 000x設備的0x0001地址讀取資料,結果為0x05

第六行

S

A0

A

00

A

02

A

Sr

A1

A

FF

N

P

從1010 000x設備的0x0002地址讀取資料,結果為0xFF

 

 

制作不易,如有錯誤或者不好理解的地方請留言

如果需要仿真源檔案,請聯系EMAIL:[email protected]

并添加QQ:975107705

請注明M24256 讀寫測驗

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/houduan/20760.html

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    uj5u.com 2020-09-10 00:59:11 more
  • 【C++犯錯記錄】VS2019 MFC不懂的批量添加資源

    1. 打開資源頭檔案Resource.h,在其中預先定義好宏 ID(不清楚其實ID值應該設定多少,可以先新建一個相同的資源項,再在這個資源的ID值的基礎上遞增即可) 2. 在資源視圖中選中專案資源,按F7編輯資源檔案,按 ID 型別 相對路徑的形式添加 資源。(別忘了先把檔案拷貝到專案中的res檔案 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:19 more
  • C/C++編程筆記:關于C++的參考型別,專供新手入門使用

    今天要講的是C++中我最喜歡的一個用法——參考,也叫別名。 參考就是給一個變數名取一個變數名,方便我們間接地使用這個變數。我們可以給一個變數創建N個參考,這N + 1個變數共享了同一塊記憶體區域。(參考型別的變數會占用記憶體空間,占用的記憶體空間的大小和指標型別的大小是相同的。雖然參考是一個物件的別名,但 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:22 more
  • 【C/C++編程筆記】從頭開始學習C ++:初學者完整指南

    眾所周知,C ++的學習曲線陡峭,但是花時間學習這種語言將為您的職業帶來奇跡,并使您與其他開發人員區分開。您會更輕松地學習新語言,形成真正的解決問題的技能,并在編程的基礎上打下堅實的基礎。 C ++將幫助您養成良好的編程習慣(即清晰一致的編碼風格,在撰寫代碼時注釋代碼,并限制類內部的可見性),并且由 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:41 more
最新发布
  • Rust中的智能指標:Box<T> Rc<T> Arc<T> Cell<T> RefCell<T> Weak

    Rust中的智能指標是什么 智能指標(smart pointers)是一類資料結構,是擁有資料所有權和額外功能的指標。是指標的進一步發展 指標(pointer)是一個包含記憶體地址的變數的通用概念。這個地址參考,或 ” 指向”(points at)一些其 他資料 。參考以 & 符號為標志并借用了他們所 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:10 more
  • Java的值傳遞和參考傳遞

    值傳遞不會改變本身,參考傳遞(如果傳遞的值需要實體化到堆里)如果發生修改了會改變本身。 1.基本資料型別都是值傳遞 package com.example.basic; public class Test { public static void main(String[] args) { int ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:04 more
  • [2]SpinalHDL教程——Scala簡單入門

    第一個 Scala 程式 shell里面輸入 $ scala scala> 1 + 1 res0: Int = 2 scala> println("Hello World!") Hello World! 檔案形式 object HelloWorld { /* 這是我的第一個 Scala 程式 * 以 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:58 more
  • 理解函式指標和回呼函式

    理解 函式指標 指向函式的指標。比如: 理解函式指標的偽代碼 void (*p)(int type, char *data); // 定義一個函式指標p void func(int type, char *data); // 宣告一個函式func p = func; // 將指標p指向函式func ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:52 more
  • Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式

    本文首發于公眾號:Hunter后端 原文鏈接:Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式 日期函式主要介紹兩個大類,Extract() 和 Trunc() Extract() 函式作用是提取日期,比如我們可以提取一個日期欄位的年份,月份,日等資料 Trunc() 的作用則是截取,比如 2022-0 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:45 more
  • 一天吃透JVM面試八股文

    什么是JVM? JVM,全稱Java Virtual Machine(Java虛擬機),是通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實作的。由一套位元組碼指令集、一組暫存器、一個堆疊、一個垃圾回收堆和一個存盤方法域等組成。JVM屏蔽了與作業系統平臺相關的資訊,使得Java程式只需要生成在Java虛擬機 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:31 more
  • 使用Java接入小程式訂閱訊息!

    更新完微信服務號的模板訊息之后,我又趕緊把微信小程式的訂閱訊息給實作了!之前我一直以為微信小程式也是要企業才能申請,沒想到小程式個人就能申請。 訊息推送平臺🔥推送下發【郵件】【短信】【微信服務號】【微信小程式】【企業微信】【釘釘】等訊息型別。 https://gitee.com/zhongfuch ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:59 more
  • java -- 緩沖流、轉換流、序列化流

    緩沖流 緩沖流, 也叫高效流, 按照資料型別分類: 位元組緩沖流:BufferedInputStream,BufferedOutputStream 字符緩沖流:BufferedReader,BufferedWriter 緩沖流的基本原理,是在創建流物件時,會創建一個內置的默認大小的緩沖區陣列,通過緩沖 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:49 more
  • Java-SpringBoot-Range請求頭設定實作視頻分段傳輸

    老實說,人太懶了,現在基本都不喜歡寫筆記了,但是網上有關Range請求頭的文章都太水了 下面是抄的一段StackOverflow的代碼...自己大修改過的,寫的注釋挺全的,應該直接看得懂,就不解釋了 寫的不好...只是希望能給視頻網站開發的新手一點點幫助吧. 業務場景:視頻分段傳輸、視頻多段傳輸(理 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:42 more
  • Windows 10開發教程_編程入門自學教程_菜鳥教程-免費教程分享

    教程簡介 Windows 10開發入門教程 - 從簡單的步驟了解Windows 10開發,從基本到高級概念,包括簡介,UWP,第一個應用程式,商店,XAML控制元件,資料系結,XAML性能,自適應設計,自適應UI,自適應代碼,檔案管理,SQLite資料庫,應用程式到應用程式通信,應用程式本地化,應用程式 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:35 more