基于Ｐｒｏｔｅｕｓ的ＩＩＣ器件ＡＴ２４Ｃ１０２４的應(yīng)用

摘要：本文采用軟件仿真平臺(tái)Proteus介紹了AT24C1024 EEPROM的使用及其特點(diǎn)，以及在具有DS1302時(shí)鐘芯片、DS18b20溫度傳感器的具體應(yīng)用系統(tǒng)中的使用，本系統(tǒng)對(duì)每隔一段時(shí)間的溫度進(jìn)行了存儲(chǔ)。

關(guān)鍵詞：Proteus；EEPROM；DS18b20；溫度傳感器

電可擦除可編程EEPROM 在應(yīng)用系統(tǒng)中既可由軟件對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行隨機(jī)讀寫，又可在芯片斷電的情況下長時(shí)間保存信息， 因此兼?zhèn)淞薘AM 和ROM 的特點(diǎn)。EEPROM 有串行和并行兩大類，并行EEPROM 存儲(chǔ)容量較大，讀寫方法簡單，但價(jià)格較高，適用于信息量較多的場合。串行EEPROM結(jié)構(gòu)簡單緊湊，價(jià)格低廉，但其讀寫方法復(fù)雜，存儲(chǔ)單元較小，一般用于掉電情況下需要保存或一些數(shù)據(jù)需要在線修改的場合，這類數(shù)據(jù)不多卻很重要，若使用常規(guī)的RAM芯片，就必須附帶一套性能可靠的掉電保護(hù)系統(tǒng)，這不僅增加了線路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，同時(shí)也給設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)帶來了諸多不便。同時(shí)Proteus軟件是一款單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)，能實(shí)時(shí)仿真多種單片機(jī)芯片，如51單片機(jī)系列、AVR單片機(jī)系列、PIC單片機(jī)系列及Arm單片機(jī)系列等，可減少學(xué)習(xí)單片機(jī)的成本，又可達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。

124C系列串行EEPROM介紹

24C系列串行EEPROM除具有一般串行EEPROM 的體積小、功耗低、工作電壓允許范圍寬等特點(diǎn)外，還具有型號(hào)多、容量大、二總線協(xié)議、占用I/ O 口線少、容量擴(kuò)展配置極其靈活方便、讀寫操作相對(duì)簡單等特點(diǎn)。本系統(tǒng)中使用的是24C1024(1024kb) ，生產(chǎn)工藝是CMOS 工藝，工作電壓在1.8～5.5V 之間，24C系列有兩種封裝形式:8 腳封裝和14 腳封裝。我國目前開發(fā)用量最多的封裝形式是8腳PDIP 封裝，8 腳PDIP封裝中A0 、A1 、A2 為器件地址選擇位，這3 個(gè)引腳配置成不同的編碼值，在同一串行總線上最多可擴(kuò)展8 片同一容量或不同容量的24C 系列串行EEPROM 芯片。WP(TEST) 為硬件寫保護(hù)控制端(測試端) ，這個(gè)引腳，各個(gè)公司生產(chǎn)的有所不同，有的公司將其定義為脈沖的上升沿將數(shù)據(jù)寫入EEPROM，下降沿將數(shù)據(jù)從EEPROM 中讀出。SDA 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端，漏極開路驅(qū)動(dòng)，容量擴(kuò)展時(shí)，可以將多片24C系列SDA 引腳直接相連，實(shí)際使用時(shí)要加一個(gè)上拉電阻，VCC和GND 分別是電源和地。

2 AT24C1024硬件電路的應(yīng)用設(shè)計(jì)

系統(tǒng)應(yīng)用電路如圖1所示，時(shí)鐘芯片接P1端口的P1.0、P1.1和P1.2引腳，提供實(shí)時(shí)時(shí)間；溫度傳感器接P1端口的P1.7，測量外界的溫度；由于51單片機(jī)沒有IIC接口，可以利用單片機(jī)的P3端口的P3.0和P3.1模擬IIC接口，與AT24C1024連接，每隔一定的時(shí)間存儲(chǔ)測量的溫度；液晶顯示部分與P0、P2連接。

3 AT24C1024的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

AT24C1024的程序有讀和寫兩類操作，寫操作又分為單字節(jié)寫入模式和頁寫入模式，單字節(jié)寫入是一次寫入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，頁寫入允許CPU 在無需考慮周期時(shí)間的情況下快速、連續(xù)地向EEP2ROM寫入多個(gè)字節(jié)；在編寫程序時(shí)由于單片機(jī)是模擬IIC接口，因此需要編寫IIC的開始、停止函數(shù)：

void start() //開始函數(shù)

{

sda=1;

scl=1;

_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

sda=0;

_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

scl=0;

}

void stop()//停止函數(shù)

{

sda=0;

scl=1;

_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

sda=1;

_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

sda=0;

}

以及讀寫一個(gè)字節(jié)的函數(shù)：

void writex(uchar j) //寫一個(gè)字節(jié)

{

uchar i，temp;

temp=j;

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

temp=temp<<1;

scl=0;

_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

sda=CY;

_nop_();_nop_();

scl=1;

_nop_();_nop_();

}

scl=0;

_nop_();_nop_();

sda=1;

_nop_();_nop_();

}

uchar readx()//讀一個(gè)字節(jié)

{

uchar i，j，k=0;

scl=0;

_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

sda=1;

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

{

_nop_();_nop_();

scl=1;

_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

if (sda==1) j=1;

else j=0;

k=(k<<1)|j;

scl=0;

}

_nop_(); _nop_();

return(k);

}

還有寫數(shù)據(jù)函數(shù)、讀數(shù)據(jù)函數(shù)、應(yīng)答函數(shù)和非應(yīng)答函數(shù)等，如寫數(shù)據(jù)函數(shù)：

void x24c02_write(uint address，uchar info)

{

uchar addressH，addressL;

start();

writex(0xa0);

clock();

addressH=(uchar)(address/256);

addressL=(uchar)(address%256);

writex(addressH); //地址高8位

clock();//應(yīng)答信號(hào)

writex(addressL); //地址高8位

clock();

writex(info);

clock();

stop();

delay1(400);

}

4 AT24C1024的調(diào)試與仿真

Proteus 仿真時(shí)，單片機(jī)需要加載程序，加載程序?yàn)?HEX 文件。本設(shè)計(jì)利用Keil μVision2， 在新建Keil 項(xiàng)目時(shí)選擇AT89C51 單片機(jī)作為CPU， 將C 語言源程序?qū)耄?在“OptionsFor Target”對(duì)話窗口中， 選中“Output”選項(xiàng)中的“Create HEX File”，編譯鏈接后就可以生成.HEX 文件。在Proteus ISIS 中，選中AT89C51 并單擊鼠標(biāo)左鍵，對(duì)AT89C52 進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置單片機(jī)時(shí)鐘頻率為12MHz，按照正確的文件路徑加載.HEX 文件。對(duì)單片機(jī)設(shè)置完畢后就可以開始仿真，本系統(tǒng)仿真以后可得到如圖2所示結(jié)果，可以看到AT24C1024中已經(jīng)把所測量的溫度存了進(jìn)去（圖中黃色的部分），圖中是每隔10秒中存取一次溫度，掉電溫度數(shù)據(jù)不丟失；本系統(tǒng)也可以存儲(chǔ)DS1302芯片得到的實(shí)時(shí)時(shí)間，得到時(shí)間和溫度的存儲(chǔ)值，掉電不丟失數(shù)據(jù)。

5結(jié)束語

用Proteus軟件如何進(jìn)行輔助可輔助單片機(jī)課程的教學(xué)，從中可以看出能改變過去單片機(jī)課程教學(xué)實(shí)際應(yīng)用的實(shí)例不好講解的困難，可有效的提高教學(xué)的效率和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，更有利的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力以及學(xué)生更快的單片機(jī)這一門技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳金戌 沈慶陽 郭庭吉.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用.北京:清華大學(xué)出版社，2002:1-161.

[2]周潤景， 張麗娜. 基于PROTEUS 的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[ M ]. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社， 2006.

[3]黃夙絢. Proteus 與Ultra Edit、Keil 的聯(lián)合使用[J]. 無線電， 2005(7):36- 37.

作者簡介：袁易君（1976-），男，湖南衡陽人，講師，碩士，主要從事單片機(jī)技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)的研究。