外设驱动库开发笔记23：AT24Cxx外部存储器驱动

在我们的应用开发过程中，经常会使用到外部的EEPROM外部存储器来保存一些参数和配置数据等。而比较常用的就是AT24Cxx系列产品，这一节我们来开发用于操作AT24Cxx系列产品的驱动。

1、功能概述

AT24Cxx系列EEPROM包括从1Kbit到2Mbit的各种容量。AT24Cxx系列产品采用I2C总线数据传送协议。尽管容量跨度很大，但它们都拥有相同的封装和引脚排布，具体的引脚分配如下：

由于A0、A1和A2可以组成000~111八种情况，即通过器件地址输入端A0、A1和A2可以实现将最多8个器件连接到同一条总线上，通过不同的配置进行器件的选择。

对于AT24Cxx系列EEPROM不同的容量对地址的分配有较大差异，这涉及到设备地址和寄存器地址。从1K容量到2M容量寄存器地址分别采用7到18位来表示。16K及以下容量的EEPROM采用一个字节的寄存器地址配合设备地址段实现7到11位的寄存器地址寻址。而32k及以上的EEPROM采用两个字节的寄存器地址配合设备地址段实现12到18位的寄存器地址寻址。具体的地址分配如下：

从上表我们很容易明白，设备地址的低3位的定义决定了在同一条I2C总线上，最多可以挂载多少个AT24Cxx设备。有3位用于设备地址则最多可挂载8个设备；有2位用于设备地址则最多可挂载4个设备；有1位用于设备地址则最多可挂载2个设备；有0位用于设备地址则最多可挂载1个设备。需要注意的是，不同定义的位的设备混用于同一总线时，相同的定义位必须一样，否则用作寄存器地址的位可能让总线上的总线无法识别。

在一些AT24Cxx系列EEPROM型号中，带有序列号的专用存储单元。这些存储单元不占用存储器的存储单元。序列号为128位，读取序列号的设备地址以0xB0开头，以区别于EEPROM存储区域的读取。

在一些AT24Cxx系列EEPROM型号中，除了带有序列号的专用存储单元外，还有带有48位或者64位的MAC地址，固定在专用的存储单元。这些单元不占用存储器的存储单元。读取序列号和读取MAC地址采用同样的设备地址，均以0xB0开头。有一些型号该区域并未用于MAC定制可用于用户操作。

需要注意的是有些型号的AT24Cxx系列EEPROM存储器的设备地址是固化的，需通过型号的后缀标识来识别。

2、驱动设计与实现

我们已经了解了AT24Cxx存储器的基本功能及读写方式，接下来我们将开发操作AT24Cxx系列EEPROM存储器的驱动程序。

2.1、对象定义

在使用一个对象之前我们需要获得一个对象。同样的我们想要AT24Cxx系列EEPROM存储器就需要先定义AT24Cxx系列EEPROM存储器的对象。

2.1.1、对象的抽象

我们要得到AT24Cxx系列EEPROM存储器对象，需要先分析其基本特性。一般来说，一个对象至少包含两方面的特性：属性与操作。接下来我们就来从这两个方面思考一下AT24Cxx系列EEPROM存储器的对象。

先来考虑属性，作为属性肯定是用于标识或记录对象特征的东西。我们来考虑AT24Cxx系列EEPROM存储器对象属性。首先AT24Cxx系列EEPROM存储器采用的是I2C接口，对于每一个I2C接口元件都有一个设备地址用于区别总线上的设备，所以我们将I2C设备地址作为对象的属性用以区别总线设备。AT24Cxx系列EEPROM存储器存在多个型号对应不同的容量和特性，所以我