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从引脚到协议:一文读懂AT24CXX存储芯片

2025/12/08
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前言

在设备使用中经常需要保存系统配置、环境设置等一些参数,这些数据需要在设备断电后依旧能够保存。通电后主控可以读取这些数据来配置功能。这些在断电后依旧能够保存的数据被称为非易失性数据。

嵌入式领域中常见的非易失性存储器件有EEPROM、Non FLash、NAND Flash等,本期我们介绍EEPROM中的代表器件:AT24CXX。

AT24CXX的引脚定义

AT24CXX作为经典的EEPROM芯片,有多个型号,后缀代表着芯片容量,例如AT24C02代表着2K Bit(256个字节)的存储空间:

它通常是8pin的封装,除了VCC和GND电源引脚、SDA和SCL通讯引脚外,A0-A2决定AT24CXX的通讯地址:

同时需要注意的是:只有AT24C01和AT24C02的时候A0~A2共同决定地址,在后续系列中由P引脚决定了页寻址。

WP引脚的作用是写入保护,高电平状态下将禁止用户向芯片写入数据(只读)

通讯方式

AT24C02采用标准IIC通讯,有多种读取和写入的方式,我们仔细查看数据手册:

AT24CXX有两种写入方式:Byte Wirte和Page Wirte。

Byte Wirte非常好理解,就是向指定地址写入某个数据。

Page Wirte则是向某一页批量写入,AT24CXX中将数据划分为页,8字节/16字节为一页,页写入的时候数据地址并不会跨页,在遇到页边缘的时候会回绕到页首。

AT24CXX有三种读取数据的方式:当前地址读取、随机读取和顺序读取。

当前地址读取:EEPROM内部有一个地址指针,指向最后一次操作(读或写)的下一个地址。当前地址读取就是读取这个指针指向的数据。

随机读取:这是最常用的方式,先发送要读取的内存地址,然后读取该地址的数据。

顺序读取:从指定地址开始连续读取多个字节,地址指针自动递增,可以跨页读取。

三种读取方式对应这三种不同的通讯方式:

当前地址读取的通信方式最为简洁,它直接发送读模式设备地址并获取数据,其前提是芯片内部的地址指针已经指向了目标位置,这种方式效率最高但缺乏对指定地址的直接访问能力。

随机读取则通过一个“伪写入”操作来设置地址指针:先以写模式发送设备地址和目标内存地址,在收到应答后不发送数据而是立即产生一个重复起始条件,再切换到读模式并读取数据,这种方式通过两次起始条件巧妙地实现了对任意指定地址的精确访问。

而顺序读取在随机读取的基础上,通过在接收每个字节后发送应答信号来维持传输,使地址指针自动递增并连续输出多个字节的数据,直至主设备发送非应答信号才终止传输,这种流水线式的操作在读取连续数据块时能实现最高的通信效率。

因此,这三种读取方式通过灵活组合I2C的起始条件、设备地址、内存地址和应答机制,分别优化了不同场景下的读取操作。

总结

总之,AT24CXX作为经典的EEPROM器件,具有小容量、低成本、高可靠性以及接口简单等核心优势。其采用的I2C总线协议使其硬件设计极为简洁,仅需两根信号线即可实现通信,极大降低了系统复杂度和PCB空间占用。在嵌入式系统中,它精准定位于小数据量的非易失性存储这一细分领域,专门负责保存那些需要断电保持但又可能随时修改的关键参数,如设备配置、用户设置、校准数据等,完美弥补了Flash存储器操作复杂、有擦写块限制以及SRAM数据易失的不足。

尽管其存储容量无法与大规模Flash或新兴存储器相比,但其字节级寻址能力、近乎无限的擦写次数以及极低的应用门槛,使其在工控、家电、物联网设备等海量应用中依然保持着不可替代的地位,展现了经典技术在特定应用场景下持久的生命力。

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