基于IIC协议的EEPROM读写测试

目录

一.EEPROM简介

二.IIC协议

 2.1物理层

 2.2协议层

2.3IIC器件地址 

2.4IIC读写操作种类

2.5IIC读写时序

三.系统整体模块设计 

四.代码解读 

4.1  I2C_dri模块代码解读

4.2E2PROM_rw模块代码解读

 4.3result_led灯模块

五.Modelsim仿真

5.1写操作分析

 5.2读操作分析

六.板级验证

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一.EEPROM简介

           PROM：只能写一次数据；

           ROM：只读不写；

           EPROM：可写可擦除，但是需要固定编辑器对其改写。

           EEPROM：(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)带电可擦可编程只读存储器。

           本实验中用到的启明星开发板中所带的EEPROM是是 ATMEL 公司生产的 AT24C 系列的 AT24C64 这一型号，AT24C64 具有高可靠性，可对所存数据保存 100 年，并可多次擦写，擦写次数达一百万次。AT24C64 采用两线串行接口的双向数据传输协议——I2C 协议实现读写操作。

二.IIC协议

 2.1物理层

       I2C 即 Inter-Integrated Circuit(集成电路总线），是一种简单、双向、二线制总线标准，多用于主机和从机在数据量不大且传输距离短的场合下的主从通信。I2C 总线由数据线 SDA（双向） 和时钟线 SCL 构成通信线路，如下图所示。I2C 器件一般采用开漏结构与总线相连。开漏结构指的是低电平时照常拉低，高电平时由上拉电阻拉至高电平。

    

         

 2.2协议层

     2.2.1整体时序协议

         SCL是时钟线，SDA是数据线。

        当未传输数据时，SCL和SDA均为高电平，因为会被上拉电阻拉至高电平。

        当传输数据时，当SCL中的CLK为高电平时，不允许SDA上的数据发生变化；当SCL中的CLK为低电平时，允许SDA上的数据发生变化。

2.2.2具体时序图 

         首先我们需要知道两点，第一：SCL,SDA未传输数据为高电平；第二：SCL为高电平的时候SDA数据不能发生变化，但是，两点除外，起始信号和停止信号。

        当起始信号（低电平）来临时，在1~8个时钟的低电平处改变传输数据进行发送，当第9个clk的高电平下，SDA为低电平时代表1~8个clk下传输的8bit数据是有效完成的，随后发送停止信号。

  

2.3IIC器件地址 

           器件地址相当于从器件的专属ID号（这里假设这里EEPROM中的A2，A1，A0全为0）如2.1中的图所示，当主器件（ZYNQ）发出在某个从器件（EEPROM、RTC）读/写指令时，会指定器件地址，比如主器件指定器件地址为1010000，发送到从器件上，而EEPROM将A2,A1,A0传给IIC，IIC整合成1010000，回传给主器件的器件地址也为1010000，则此时主从器件就连接成功，下一步主器件就可以在从器件上进行读写数据了。

         一句话，器件地址就是EEPROM的身份证，找到身份证就能指定这个人了 ，同理可以指定从器件。

                                                             EEPROM引脚图

2.4IIC读写操作种类

          连续写操作（页写）：例如指定从第32页开始写，从第一行写到第32行结束，若此时还没来停止信号，则会重新回到第32页的第1行开始写，一直循环到停止信号来临。

          顺序读操作：例如EEPROM只有1000个地址，指定从第100个地址开始读，若停止信号没来，则继续读一直读到第1000行地址，然后返回第100行继续开始读。

2.5IIC读写时序

2.5.1单次写时序

         起始信号：当SCL为高时，SDA来低电平，代表主机发送起始信号；