如何使用5.5数据存储模块进行数据传输？

24C512是串行EEPROM读写芯片，是通过I²C总线方式通信的。I²C总线是一种用于IC器件之间的两线制总线。两根线分别是：SDA（串行数据）线及SCL（串行时钟）线，连接到总线上的I²C器件之间可以传送信息，并根据地址识别每个I²C器件，不管是单片机、存储器、LCD驱动器还是键盘接口。

1.I²C总线发展

串行扩展总线技术是新一代单片机技术发展的一个显著特点。其中PHILIPS公司推出的I²C总线（INTEL IC BUS）最为著名。与并行扩展总线相比，串行扩展总线有突出的优点：电路结构简单，程序编写方便，易于实现用户系统软硬件的模块化、标准化等。目前I²C总线大量应用在视频、音像系统中，PHILIPS公司推出的近200种I²C总线接口器件，主要是视频、音像、单片机器件。I²C总线最显著的特点是：规范的完整性、结构的独立性和用户使用时的“傻瓜”化。I²C总线有严格的规范，如接口的电气特性、信号时序、信号传输的定义、总线状态设置、总线管理规则及总线状态处理等。

由于I²C总线系统中，各个节点的电气特性及地址给定都具有较强的独立性，因此，在应用系统中采用I²C总线结构就有可能实现用户梦寐以求的器件及功能单元的软、硬件标准化和模块化设计。

2.I²C总线的基本结构

采用I²C总线结构的单片机或IC器件，其内部不仅有I²C接口电路，而且将内部各个单元电路功能划分为若干相对独立的模块，通过软件寻址实现片选，减少了器件片选线的连接。CPU不仅能通过指令将各个功能单元电路挂起或摘离总线，还可对该单元的工作状况进行检测，从而实现对硬件系统的既简单又灵活的扩展与控制。I²C总线接口电路结构如图5-22所示。

图5-22 I²C总线接口电路结构

在硬件结构上，任何一个具有I²C总线接口的外围器件，不论其功能差别有多大，都具有相同的电气接口；除了总线外，各器件节点没有其他电气连接，甚至各节点的电源都可以单独供电；在各器件节点上没有并行扩展时所必需的片选线，器件地址给定完全取决于器件类型与单元电路结构。在软件上，不论何种器件，其I²C总线的数据传送都具有相同的操作模式，而且每个器件操作时都与其他器件节点无关。在实际使用中，总线节点上的器件甚至可在总线工作状态下撤除或挂上总线。

3.双向传输的接口特性

I²C总线在传送数据过程中共有三种类型信号，它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。(www.xing528.com)

1）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。

2）结束信号：SCL为低电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。

3）应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况做出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。

目前有很多半导体集成电路上都集成了I²C接口。带有I²C接口的单片机有：CYGNAL的C8051F0XX系列、PHILIPSP87LPC7XX系列、MICROCHIP的PIC16C6XX系列等。很多外围器件如存储器、监控芯片等也提供I²C接口。

4.数据的传送

I²C规程运用主/从双向通信。器件发送数据到总线上，则定义为发送器，器件接收数据，则定义为接收器。主器件和从器件都可以工作于接收和发送状态。总线必须由主器件（通常为微控制器）控制，主器件产生串行时钟线（SCL），控制总线的传输方向，并产生起始和停止条件。SDA线上的数据状态仅在SCL为低电平期间才能改变，SCL为高电平期间，SDA状态的改变被用来表示起始和停止条件。在竞赛机器人中PIC16F877作为I²C主控制器，AT24C512作为从控制器，具体电路如图5-23所示。

AT24C512是Atmel公司生产的64KB串行电可擦的可编程存储器，内部有512页，每一页为128字节，任一单元的地址为16位，地址范围为0000～0FFFFH。它采用8引脚封装，具有结构紧凑、存储容量大等特点，可以在2线总线上并接4片芯片，特别适用于具有大容量数据存储要求的数据采集系统，因此在测控系统中被大量采用。AT24C512芯片的具体参数请参考其数据手册。

图5-23 竞赛机器人的数据存储芯片