AT24C256引脚图及详细介绍

一、AT24C256概述

AT24C256是一款由Atmel（现为Microchip）公司生产的串行电可擦可编程只读存储器（EEPROM），其存储容量为256Kbit（即32KB）。该芯片采用I²C（Inter-Integrated Circuit）总线协议进行通信，具有结构紧凑、功耗低、存储容量大等特点，广泛应用于各种需要非易失性存储的电子设备中，如数据采集系统、智能仪表、消费类电子产品等。

AT24C256采用8引脚双排直插式封装（DIP）或贴片封装（如SOP-8），其内部存储空间被划分为512页，每页64字节。这种分页结构使得芯片在写入数据时需要特别注意页边界的处理，以避免数据覆盖。

二、AT24C256引脚图及功能详解

1. 引脚图

AT24C256的引脚排列如下（以DIP封装为例）：

2. 引脚功能详解

（1）A0、A1、A2引脚

A0、A1、A2是AT24C256的器件地址选择引脚，用于在I²C总线上区分多个相同的芯片。通过设置这些引脚的电平（高电平或低电平），可以为每个芯片分配一个唯一的7位器件地址。AT24C256的器件地址格式如下：

• 固定部分：1010（前4位）

• 地址选择部分：A2、A1、A0（后3位，部分型号可能仅使用A1、A0）

• 读写位：R/W（最后1位，0表示写，1表示读）

例如，当A0=0、A1=0、A2=0时，器件地址为0x50（写）或0x51（读）。

（2）VSS引脚

VSS是芯片的接地引脚，必须与系统的地线连接。

（3）SDA引脚

SDA是串行数据线，用于在I²C总线上传输数据。它是一个双向引脚，既可以发送数据也可以接收数据。在通信过程中，SDA线上的数据必须在SCL为高电平时保持稳定，在SCL为低电平时才能变化。

（4）SCL引脚

SCL是串行时钟线，用于同步I²C总线上的数据传输。所有数据传输都必须在SCL的上升沿或下降沿进行。

（5）WP引脚

WP是写保护引脚，用于防止对芯片的意外写入操作。当WP引脚接高电平时，芯片的所有写操作被禁止，只能进行读操作；当WP引脚接低电平或悬空时，芯片的读写操作均正常。

（6）VCC引脚

VCC是芯片的电源引脚，支持1.8V至5.5V的宽电压范围。这使得AT24C256可以与多种不同电压的微控制器或系统兼容。

三、AT24C256的工作原理

1. I²C总线通信

AT24C256通过I²C总线与主设备（如微控制器）进行通信。I²C总线是一种两线制串行通信协议，包括SDA（数据线）和SCL（时钟线）。通信过程由主设备发起，通过发送起始条件、器件地址、读写位、数据字节和停止条件来完成。

2. 读写操作

（1）写操作

写操作包括字节写和页写两种方式：

• 字节写：主设备向AT24C256发送一个字节的数据，并指定存储地址。AT24C256接收到数据后，会返回一个应答信号（ACK），并在内部将数据写入指定地址。

• 页写：主设备可以连续写入多个字节（最多64字节，即一页），而无需在每个字节后发送停止条件。AT24C256会自动递增内部地址指针，直到达到页边界。如果写入的数据超过一页，多余的字节会覆盖页的开头部分。

（2）读操作

读操作包括当前地址读、随机地址读和连续读三种方式：

• 当前地址读：读取AT24C256内部地址指针所指向的当前地址的数据。

• 随机地址读：先向AT24C256发送一个要读取的地址，然后再读取该地址的数据。

• 连续读：在一次读操作后，AT24C256会自动递增内部地址指针，并连续输出后续地址的数据，直到主设备发送停止条件。

3. 写保护机制

AT24C256的写保护引脚（WP）可以防止对芯片的意外写入。当WP引脚接高电平时，芯片的所有写操作被禁止，只能进行读操作。这在需要保护重要数据不被篡改的场合非常有用。

四、AT24C256的应用场景

1. 数据采集系统

在数据采集系统中，AT24C256可以用于存储采集到的数据，如温度、湿度、压力等。由于其非易失性特性，即使系统断电，数据也不会丢失。

2. 智能仪表

在智能仪表中，AT24C256可以用于存储仪表的配置参数、校准数据等。这些数据在仪表断电后仍然需要保留，以便下次启动时能够正常工作。

3. 消费类电子产品

在消费类电子产品中，如数码相机、MP3播放器等，AT24C256可以用于存储用户的设置信息、播放列表等。这些数据需要在设备重启后保持不变。

4. 工业控制

在工业控制领域，AT24C256可以用于存储控制参数、故障记录等。其高可靠性和长寿命特性使得它非常适合在恶劣的工业环境中使用。

五、AT24C256的编程示例

以下是一个基于51单片机的AT24C256编程示例，展示了如何进行字节写和字节读操作。

1. 硬件连接

• 单片机的P2.0引脚连接AT24C256的SCL引脚

• 单片机的P2.1引脚连接AT24C256的SDA引脚

• AT24C256的A0、A1、A2引脚接地（器件地址为0x50）

• AT24C256的WP引脚接地（允许读写操作）

• AT24C256的VCC引脚接5V电源，VSS引脚接地

2. 字节写操作示例

#include <reg51.h>

#include <intrins.h>



sbit SCL = P2^0;

sbit SDA = P2^1;



void I2C_Start(void) {

SDA = 1;

SCL = 1;

_nop_();

SDA = 0;

_nop_();

SCL = 0;

}



void I2C_Stop(void) {

SDA = 0;

SCL = 1;

_nop_();

SDA = 1;

_nop_();

}



void I2C_SendAck(bit ack) {

SDA = ack;

SCL = 1;

_nop_();

SCL = 0;

SDA = 1;

}



bit I2C_RecvAck(void) {

bit ack;

SDA = 1;

SCL = 1;

_nop_();

ack = SDA;

SCL = 0;

return ack;

}



void I2C_SendByte(unsigned char dat) {

unsigned char i;

for (i = 0; i < 8; i++) {

SDA = (dat & 0x80) ? 1 : 0;

dat <<= 1;

SCL = 1;

_nop_();

SCL = 0;

}

I2C_RecvAck();

}



unsigned char I2C_RecvByte(void) {

unsigned char i, dat = 0;

SDA = 1;

for (i = 0; i < 8; i++) {

dat <<= 1;

SCL = 1;

_nop_();

if (SDA) dat |= 0x01;

SCL = 0;

}

I2C_SendAck(0);

return dat;

}



void AT24C256_WriteByte(unsigned int addr, unsigned char dat) {

I2C_Start();

I2C_SendByte(0xA0); // 器件地址（写）

I2C_RecvAck();

I2C_SendByte((unsigned char)(addr >> 8)); // 高8位地址

I2C_RecvAck();

I2C_SendByte((unsigned char)addr); // 低8位地址

I2C_RecvAck();

I2C_SendByte(dat); // 数据

I2C_RecvAck();

I2C_Stop();

// 延时，等待写入完成

// 具体延时时间取决于AT24C256的写入周期（通常为5ms）

}



void main() {

AT24C256_WriteByte(0x0000, 0x55); // 向地址0x0000写入数据0x55

while (1);

}

3. 字节读操作示例

unsigned char AT24C256_ReadByte(unsigned int addr) {

unsigned char dat;

I2C_Start();

I2C_SendByte(0xA0); // 器件地址（写）

I2C_RecvAck();

I2C_SendByte((unsigned char)(addr >> 8)); // 高8位地址

I2C_RecvAck();

I2C_SendByte((unsigned char)addr); // 低8位地址

I2C_RecvAck();

I2C_Start();

I2C_SendByte(0xA1); // 器件地址（读）

I2C_RecvAck();

dat = I2C_RecvByte(); // 读取数据

I2C_Stop();

return dat;

}



void main() {

unsigned char dat;

dat = AT24C256_ReadByte(0x0000); // 从地址0x0000读取数据

while (1);

}

六、AT24C256的注意事项

1. 写保护：在使用WP引脚时，必须确保其电平状态符合设计要求，以避免意外写入或无法写入的情况。

2. 写入周期：AT24C256的写入周期通常为5ms，因此在连续写入多个字节时，必须适当延时，以确保数据正确写入。

3. 页边界：在进行页写操作时，必须注意页边界的处理，避免数据覆盖。

4. 电源稳定性：AT24C256对电源电压的稳定性要求较高，必须确保电源电压在1.8V至5.5V范围内，并避免电压波动过大。

5. 总线冲突：在I²C总线上连接多个设备时，必须确保每个设备的器件地址唯一，以避免总线冲突。

七、总结

AT24C256是一款功能强大、应用广泛的串行EEPROM芯片，其256Kbit的存储容量、I²C总线通信协议、写保护机制等特点使得它在各种电子设备中都有广泛的应用。通过本文的详细介绍，读者可以全面了解AT24C256的引脚功能、工作原理、编程方法以及应用场景，为实际开发提供有力的支持。在实际应用中，必须注意写保护、写入周期、页边界等关键问题，以确保芯片的正常工作和数据的可靠性。