Lekce 18 - Arduino a externí EEPROM přes I2C

V minulém díle jsme si ukázali jak využít vestavěnou pamět EEPROM v Arduinu. Dnes si ukážeme jak připojit přes I2C rozhraní (2-vodičové) přívě libovolnou seriovou pamět EEPROM.

Já jsem si tedy pro naše pokusy sehnal několik pamětí. Jedná se o tyto kousky:

My si teď ukážeme nejdříve jak pamět připojit k Arduinu. Není to složité stačí nám pouze napájení z Arduina a dva vodiče s SLA a SLC (I2C rozhraní) napojené na v případě Arduino UNO na A4 a A5. Plánek zapojení je zde:

V mém zapojení jsem vynechal kondenzátor 100nF zapojený mezi zem a napájení. Pokud chcete můžete jej tam dát, ale ať jsem hledal jak jsem hledal, účel a nutnost jej použít jsem nenašel. Jak můžete vidět vývody 1, 2 a 3 z EEPROM jsou takzvané adresovací vývody. To znamená, že když jsou všechny A0 až A2 připojeny k zemi, je adresa paměti 0x50. Když nějaký ten pin připojíte na +5V tak se adresa paměti změní - viz následující tabulka:

My ale v zapojení nebude nic měnit a ponecháme adresu na 0x50 tím, že bude A0 až A2 zapojen k zemi. Vývod 4 z EEPROM je  také zem a vývod 8 je připojen k napájecímu napětí +5V. Vývod 7 z EEPROM je WP (write protection), tzv. pojistka proti zápisu, tu máme připojenu k +5V a je umožněno na paměť zapisovat. Když to bude naopak ke GND (zemi) toto umožneno nebude. Vývod 5 (SDA) připojíme na Arduino na I2C rozhraní, kde je na vývodu A4 (analogový pin4) a vývod 6 (SCL) na A5. Pokud vše máme zapojeno můžeme Arduino naprogramovat (Program je určen pro 24C01 nebo 24C02 - později vysvětlím):

Jak můžete vidět v okomentovaném kódu, je potřeba načíst knihovnu pro práci s rozhraním I2C a to wire.h. Zápis je jednoduchý. Nejdříve inicializujeme komunikaci s adresou zařízení 0x50 (můžeme i změnit), dále odešleme adresu v paměti (byte) u nás "5" a jako další byte odešleme naše data - pro test jsme zvolili číslo 222. 

Po zapnutí Serial Monitoru, musíme vidět prostě tohle:

Tak nám to funguje a zkusíme zapojit teď 24c08. No chvilka napětí a výsledek ten samý, na Serial Monitoru se objevilo číslo 222. Tak třetí pokus 24C128 - skoro Mercedes mezi EEPROM, 4kB paměti :-). A program na Serial vypsal hodnotu 255. Co se stalo? Proč to nefunguje?

Vysvetlení je jednoduché  a spočívá v adresování paměti v EEPROM. Když se koukneme do dokumentace k pamětím 24C01 a 24C08, tak k adresování jednotlivých bytes tak po nás byla vyžadována jedna hodnota (word) a u paměti 24C32 a 24C128, takže chyba je způsobena špatnou adresací. Program si upravíme tak, aby odeslal adresu na dvakrát. Jak si můžete prohlédnout zde:

V kódu jsem již odeslání hodnoty a získání integroval do funkce, aby byl kód přehlednější. Použil jsem zrovna 24C32 takže jsem mohl použít maximální adresu 4095, protože má kapacitu 4096 x 8 bitů a první adresa již začíná na 0. Já jsem na adresu 2574 odeslal hodnotu 147 a jak můžete vidět poté po spuštění serial monitoru, hodnota přečtené z téže adresy je v pořádku. :-)

V případě 24C128  je kapacita 16384 x 8 bitů tak poslední adresa je 16383. Když náhodou zkusíte překročit kapacitu a adresujete byte nějak za maximálná hranici EEPROM záčíná adresovat opět od začátku. Např. adresa u 24C32 maximální použitelná je 4095, ale když u této paměti budeme adresovat např. 4098 byte se zapíše nebo přečte z adresy 2.

Tak já myslíš, že pro vysvětlení EEPROM s použitím I2C to stačí. Ukládat jiné hodnoty jsme se naučili rozkladem na bytes v předchozím tutoriálu a ukládání textů je téměř shodné jako u interní EEPROM. Video nepřikládám, nebylo moc co točit :-)