EEPROM 中怎么利用CAT24CXX实现分页读写数据

# EEPROM 中怎么利用CAT24CXX实现分页读写数据

## 一、CAT24CXX系列EEPROM简介

CAT24CXX是ON Semiconductor推出的I²C接口EEPROM存储器系列，包含多种容量型号（如CAT24C02/CAT24C04/CAT24C08等）。其特点包括：
- **工作电压**：1.8V~5.5V宽电压范围
- **存储容量**：2Kbit~256Kbit可选
- **页写模式**：支持分页写入（Page Write）
- **写保护**：支持硬件写保护引脚（WP）

## 二、分页读写原理

### 1. 页写机制
CAT24CXX的页写特性允许一次性写入多个字节（页大小随型号变化）：
- **CAT24C02**：8字节/页
- **CAT24C04**：16字节/页
- **CAT24C08**：16字节/页

> **关键点**：跨页写入时需手动分页处理，否则会覆盖当前页起始地址。

### 2. 地址自动递增
写入数据时，EEPROM内部地址指针会自动递增。当达到页边界时，地址会回绕到当前页起始位置。

## 三、分页读写实现步骤

### 1. 硬件连接
```c
// I²C典型连接示例（以STM32为例）
// SCL - PB6
// SDA - PB7
// WP  - 接地（禁用写保护）

2. 软件实现

分页写入函数

/**
 * @brief 分页写入数据
 * @param devAddr 器件地址（含A0/A1/A2引脚状态）
 * @param memAddr 内存起始地址
 * @param data 待写入数据指针
 * @param len 数据长度
 * @return HAL_StatusTypeDef
 */
HAL_StatusTypeDef CAT24CXX_PageWrite(uint8_t devAddr, uint16_t memAddr, uint8_t *data, uint16_t len) {
    uint16_t pageRemain;
    uint16_t writeLen;
    uint16_t offset = 0;
    
    while(len > 0) {
        // 计算当前页剩余空间
        pageRemain = CAT24CXX_PAGE_SIZE - (memAddr % CAT24CXX_PAGE_SIZE);
        writeLen = (len > pageRemain) ? pageRemain : len;
        
        // 发起I²C传输
        if(HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, devAddr, memAddr, 
                            I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, 
                            &data[offset], writeLen, 100) != HAL_OK) {
            return HAL_ERROR;
        }
        
        // 等待写入完成（约5ms）
        HAL_Delay(5);
        
        // 更新参数
        memAddr += writeLen;
        offset += writeLen;
        len -= writeLen;
    }
    return HAL_OK;
}

随机读取函数

// 随机读取无需分页处理
HAL_StatusTypeDef CAT24CXX_RandomRead(uint8_t devAddr, uint16_t memAddr, uint8_t *data, uint16_t len) {
    return HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, devAddr, memAddr, 
                          I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, data, len, 100);
}

四、实际应用注意事项

1. 写周期时间：

   • 每次写入后需延时5ms（典型值）
   • 可通过Polling ACK确认写入完成

2. 地址对齐：

   // CAT24C02地址处理示例
   #define EEPROM_ADDR  0xA0  // 1010 000 + A2A1A0
   uint16_t memAddr = 0x00F0;
   // 实际地址 = (memAddr & 0xFF) | (devAddr & 0x07)<<8
   

3. 跨页处理：

   • 当写入数据跨越页边界时，必须拆分为两次写入
   • 错误示例：从地址0x07开始写入10字节（CAT24C02会覆盖0x00-0x07）

五、性能优化技巧

1. 批量写入：

   // 优先填满整页再写入
   uint8_t buffer[16];
   //...填充数据
   CAT24CXX_PageWrite(0xA0, 0x00, buffer, 16);
   

2. 缓存管理：

   • 建立RAM缓存区，积累够页大小数据后一次性写入

3. 磨损均衡：

   // 动态分配写入地址
   static uint16_t writeAddr = 0;
   writeAddr = (writeAddr + len) % EEPROM_SIZE;
   

六、常见问题解决

1. 写入失败：

   • 检查I²C上拉电阻（通常4.7KΩ）
   • 确认WP引脚电平状态

2. 数据错位：

   • 确保地址计算正确（注意不同容量的地址位差异）

3. 寿命问题：

   • 避免频繁写入同一地址（典型寿命10万次）

通过合理利用CAT24CXX的分页写入特性，可以显著提高EEPROM的写入效率并延长器件寿命。实际开发中建议结合具体型号手册调整参数。 “`

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