利用AVR(MEGA16)片内IIC 实现AT24C256 的连续写（页写）与连续读程序

来源：互联网发布：芒果tv网络电视app 编辑：程序博客网时间：2024/05/17 07:34

最近刚买回一块AT24C256 EEPROM ，容量为32K Byte ，数据地址宽度为 16Bit ，支持IIC 1M (5V)400K (2.7V) 速度模式，利用AVR M16 片内IIC 可以高速稳定地读取数据…… 爽！经过调试的，与各位大虾分享分享。

程序如下：（winavr）

#include <avr/io.h>
#include <avr/wdt.h>
#include <stdio.h>
#include <compat/twi.h>
#define FREQ 8
#include <util/delay.h>
#include <avr/signal.h>
#include <avr/pgmspace.h>

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
//管脚定义
#define pinSCL 0 //PC0 SCL
#define pinSDA 1 //PC1 SDA
//为保险起见,最好在SCL/SDA接上1~10K的外部上拉电阻到VCC。

#define fSCL    1000000    //TWI时钟为1000KHz
//预分频系数=1(TWPS=0)
#if F_CPU < fSCL*36
#define TWBR_SET    2;     //TWBR必须大于等于10
#else
#define TWBR_SET    (F_CPU/fSCL-16)/2; //计算TWBR值
#endif

#define TW_ACT (1<<TWINT)|(1<<TWEN)|(1<<TWIE)
//TWCR只能IN/OUT,直接赋值比逻辑运算(|= &=)更节省空间

#define SLA_24CXX 0xA0 //24Cxx系列的厂商器件地址(高四位)
#define ADDR_24C256 0x00
// AT24C256的地址线A2/1/0全部接地，SLAW=0xA0+0x00<<1+0x00,SLAR=0xA0+0x00<<1+0x01

//TWI_操作状态
#define TW_BUSY    0
#define TW_OK    1
#define TW_FAIL    2
//TWI_读写命令状态
#define OP_BUSY    0
#define OP_RUN    1

//TWI读写操作公共步骤
#define ST_FAIL    0 //出错状态
#define ST_START   1 //START状态检查
#define ST_SLAW    2 //SLAW状态检查
#define ST_WADDR_H   3 //ADDR状态检查
#define ST_WADDR_L   4 //ADDR状态检查
//TWI读操作步骤
#define ST_RESTART   5 //RESTART状态检查
#define ST_SLAR    6 //SLAR状态检查
#define ST_RDATA   7 //读取数据状态检查，循环n字节
//TWI写操作步骤
#define ST_WDATA   8 //写数据状态检查，循环n字节

#define FAIL_MAX 1 //重试次数最大值

void delay_nms(uint ms)//若干毫秒延时
{
int i;
for(i=0;i<ms;i++)
{
_delay_loop_2(FREQ*250);
}
}

unsigned char TWI_RW(unsigned char sla,unsigned int addr,unsigned char *ptr,unsigned int len);

unsigned char BUFFER[256]; //缓冲区
void Test(void);

struct str_TWI         //TWI数据结构
{
    volatile unsigned char STATUS;    //TWI_操作状态
    unsigned char SLA;      //从设备的器件地址
    unsigned char ADDR_H;      //从设备的数据地址
unsigned char ADDR_L;      //从设备的数据地址
    unsigned char *pBUF;      //数据缓冲区指针
    unsigned int DATALEN;     //数据长度
    unsigned char STATE;      //TWI读写操作步骤
    unsigned char FAILCNT;     //失败重试次数
};

struct str_TWI strTWI; //TWI的数据结构变量

//AT24C256的读写函数(包括随机读，连续读，字节写，页写)
//根据sla的最低位决定(由中断程序中判断)
//bit0=1 TW_READ 读
//bit0=0 TW_WRITE 写
// sla   器件地址(不能搞错)
// addr EEPROM地址(0~32767)
// *ptr 读写数据缓冲区
// len   读数据长度(1~32768)，写数据长度(1 or 8 or 16 or 32 or 64)
// 返回值是否能执行当前操作
unsigned char TWI_RW(unsigned char sla,unsigned int addr,unsigned char *ptr,unsigned int len)
{
   // unsigned char i;
    if (strTWI.STATUS==TW_BUSY)
    {//TWI忙，不能进行操作
        return OP_BUSY;
    }
    strTWI.STATUS=TW_BUSY;
    strTWI.SLA=sla;
    strTWI.ADDR_H=(unsigned char)((addr>>8)&0xff);
strTWI.ADDR_L=(unsigned char)(addr&0xff);
    strTWI.pBUF=ptr;
    strTWI.DATALEN=len;
    strTWI.STATE=ST_START;
    strTWI.FAILCNT=0;
    TWCR=(1<<TWSTA)|TW_ACT;      //启动start信号
    return OP_RUN;
}

SIGNAL(SIG_2WIRE_SERIAL)
{//IIC中断
    unsigned char action,state,status;
    action=strTWI.SLA&TW_READ;     //取操作模式
    state=strTWI.STATE;
    status=TWSR&0xF8;       //屏蔽预分频位
    if ((status>=0x60)||(status==0x00))
    {//总线错误或从机模式引发的中断,不予处理
        return;
    }
    switch(state)
    {
    case ST_START: //START状态检查
        if(status==TW_START)
        {//发送start信号成功
            TWDR=strTWI.SLA&0xFE;    //发送器件地址写SLAW
            TWCR=TW_ACT;             //触发下一步动作，同时清start发送标志
        }
        else
        {//发送start信号出错
            state=ST_FAIL;
        }
        break;
    case ST_SLAW: //SLAW状态检查
        if(status==TW_MT_SLA_ACK)
        {//发送器件高位地址成功
            TWDR=strTWI.ADDR_H;     //发送eeprom地址
            TWCR=TW_ACT;             //触发下一步动作
        }
        else
        {//发送器件地址出错
            state=ST_FAIL;
        }
        break;
    case ST_WADDR_H: //ADDR状态检查
        if(status==TW_MT_DATA_ACK)
        {//发送器件低位地址成功
            TWDR=strTWI.ADDR_L;     //发送eeprom地址
            TWCR=TW_ACT;             //触发下一步动作
        }
        else
        {//发送器件地址出错
            state=ST_FAIL;
        }
        break;
    case ST_WADDR_L: //ADDR状态检查
        if(status==TW_MT_DATA_ACK)
        {//发送eeprom地址成功
            if (action==TW_READ)
            {//读操作模式
                TWCR=(1<<TWSTA)|TW_ACT;   //发送restart信号,下一步将跳到RESTART分支
            }
            else
            {//写操作模式
                TWDR=*strTWI.pBUF++;          //写第一个字节
                strTWI.DATALEN--;
                state=ST_WDATA-1;    //下一步将跳到WDATA分支
                TWCR=TW_ACT;            //触发下一步动作
            }
        }
        else
        {//发送eeprom地址出错
            state=ST_FAIL;
        }
        break;
    case ST_RESTART: //RESTART状态检查，只有读操作模式才能跳到这里
        if(status==TW_REP_START)
        {//发送restart信号成功
            TWDR=strTWI.SLA;     //发器件地址读SLAR
            TWCR=TW_ACT;             //触发下一步动作，同时清start发送标志
        }
        else
        {//重发start信号出错
            state=ST_FAIL;
        }
        break;
    case ST_SLAR: //SLAR状态检查，只有读操作模式才能跳到这里
        if(status==TW_MR_SLA_ACK)
        {//发送器件地址成功
            if (strTWI.DATALEN--)
            {//多个数据
                TWCR=(1<<TWEA)|TW_ACT;   //设定ACK，触发下一步动作
            }
            else
            {//只有一个数据
                TWCR=TW_ACT;     //设定NAK，触发下一步动作
            }
        }
        else
        {//发送器件地址出错
            state=ST_FAIL;
        }
        break;
    case ST_RDATA: //读取数据状态检查，只有读操作模式才能跳到这里
        state--;        //循环,直到读完指定长度数据
        if(status==TW_MR_DATA_ACK)
        {//读取数据成功，但不是最后一个数据
            *strTWI.pBUF++=TWDR;
            if (strTWI.DATALEN--)
            {//还有多个数据
                TWCR=(1<<TWEA)|TW_ACT;   //设定ACK，触发下一步动作
            }
            else
            {//准备读最后一个数据
                TWCR=TW_ACT;     //设定NAK，触发下一步动作
            }
        }
        else if(status==TW_MR_DATA_NACK)
        {//已经读完最后一个数据
            *strTWI.pBUF++=TWDR;
            TWCR=(1<<TWSTO)|TW_ACT;    //发送停止信号，不会再产生中断了
            strTWI.STATUS=TW_OK;
        }
        else
        {//读取数据出错
            state=ST_FAIL;
        }
        break;
    case ST_WDATA: //写数据状态检查，只有写操作模式才能跳到这里
        state--;        //循环,直到写完指定长度数据
        if(status==TW_MT_DATA_ACK)
        {//写数据成功
            if (strTWI.DATALEN)
            {//还要写
                TWDR=*strTWI.pBUF++;
                strTWI.DATALEN--;
                TWCR=TW_ACT;            //触发下一步动作
            }
            else
            {//写够了
                TWCR=(1<<TWSTO)|TW_ACT;   //发送停止信号，不会再产生中断了
                strTWI.STATUS=TW_OK;
                //启动写命令后需要10ms(最大)的编程时间才能真正的把数据记录下来
                //编程期间器件不响应任何命令
            }
        }
        else
        {//写数据失败
            state=ST_FAIL;
        }
        break;
    default:
        //错误状态
        state=ST_FAIL;
        break;
    }

    if (state==ST_FAIL)
    {//错误处理
        strTWI.FAILCNT++;
        if (strTWI.FAILCNT<FAIL_MAX)
        {//重试次数未超出最大值，
            TWCR=(1<<TWSTA)|TW_ACT;    //发生错误,启动start信号
        }
        else
        {//否则停止
            TWCR=(1<<TWSTO)|TW_ACT;    //发送停止信号，不会再产生中断了
            strTWI.STATUS=TW_FAIL;
        }
    }
    state++;
    strTWI.STATE=state;       //保存状态
}

int main(void)
{
wdt_disable();
sei();
Uart_Init();
printf("\nStart");
Test();
printf("\nFinish");
while(1);

}

void Test(void)
{

uint i,j,k,z;

for(k=0;k<2;k++)
{
   for(j=0;j<256;j++)
   {
    BUFFER[j]=SystemPIC[j+k*256];
   }

   for(i=0;i<4;i++)
   {
    strTWI.STATUS=TW_OK;
    TWI_RW(SLA_24CXX+(ADDR_24C256<<1)+TW_WRITE,i*64+k*256+SystemPIC_address,&BUFFER[i*64],64);
    while(strTWI.STATUS==TW_BUSY);   //等待操作完成
    //如果不加等待，则需要检测返回值i才能知道当前操作是否执行了
    // 0 OP_BUSY 之前的操作没完成，没执行当前操作
    // 1 OP_RUN 当前操作执行中
    if (strTWI.STATUS==TW_FAIL)
     {
      printf("\nFail!\n");//操作失败
     }

    delay_nms(100);


    }

}