eeprom读写数据不一致问题分析

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问题描述

昨天有小伙伴在群里提问,通过IIC向EEPROM连续写入 8 字节成功了,但是读出来的8个数据中,最后两个字节与写入的数据不相同。

逻辑分析仪抓取读写EEPROM数据的波形如下图

从波形图中可以看出,主控 MCU 向 EEPROM 的地址 0x02 连续写入 8 个字节的数据


(相关资料图)

接着从 0x02 地址开始,连续读取 8 个字节的数据为:

可以看出,读写8个字节数据中,最后两个字节不一样。

通过 IIC 信号波形分析来看,写入数据的操作确实成功了。读取数据的操作也成功了。

那么为什么会出现不一致的问题呢?接下来逐步分析一下。

阅读芯片手册

一般来说,嵌入式软件工程师要操作某款外设芯片,需要阅读芯片手册中软件控制相关的内容。这样才能正确地实现芯片控制,使其为我们所用。

了解到这位群友用的 EERPOM 芯片为 AT24C02。看芯片手册。

芯片手册(datasheet)首页一般会对这款芯片的功能进行简单介绍。如上图,AT24C02 可以按照字节写,也可以按照页写。读取数据,可以按照字节读取,也可以序列读取。在读写多个字节的时候,内部完成自动递增地址。

按照字节写,比较容易理解,也就是一次写入一个字节数据。那么,“页写” 是什么意思呢?

先来看看芯片的存储结构

AT24C02 一个页可以存储8个字节,一共 32 页。那么第一页的地址范围为 0x00~0x07,第二页 0x08~ 0x15,依次类推。

接着再继续看芯片写入数据的说明。

连续写入多个字节的时候,当内部产生的地址达到该页的边界地址时,随后写入的数据会从该页的首地址继续写入。也就是说,连续写入多个字节时,在当前页内循环写入数据,地址不会递增到下一个页地址。

接着看连续读取数据的说明:

连续读取多个字节的时候,没有 "页" 的限制,地址按照顺序递增,若达到存储器的地址末尾,则自动回转到0地址。注意,读取数据说的是,地址递增到存储器件的末尾会回转到 0,而不是页地址边界。

问题分析

经过阅读芯片手册的相关内容,对于这个问题就很容易找到原因了。

地址 0x02 在AT24C02 的第一个页中,一个页可以存储 8 个字节。

从地址 0x02 连续写入 8 个字节,其中,前六个字节可以正确写入,写入到地址 0x02~0x07 中。按照页写规则,后两个字节的地址,在 0x07 基础上递增,会回转到页面首地址 0x00~0x01,即最后两个字节会写入到地址 0x00~0x01 中。

写入数据的具体情况如下:

当读取数据的时候,地址会逐步递增,不受"页"的影响,直到存储地址的末尾。从 0x02 地址开始读取 8 字节,那么实际读取数据的存储地址为 0x02~0x09。默认情况下,EEPROM存储地址的内容为 0xFF。

读取数据的具体情况如下:

好了,这样一分析,就清楚了吧。

另外,这位小伙伴还说,如果把读写地址改为 0x00,就一切正常。你知道为什么吗?

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