|
一.簡介 I2C(Inter－Integrated Circuit)總線是一種由Philips公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。I2C總線產(chǎn)生于在80年代，最初為音頻和視頻設(shè)備開發(fā)。由于其簡單性，如今方泛用于微控制器與各種功能模塊的連接，可以說是學(xué)單片機的人，入門之后，必定要涉及到的。 I2C 總線實際上已經(jīng)成為一個國際標(biāo)準(zhǔn)在超過100 種不同的IC 上實現(xiàn)，而且得到超過50 家公司的許可，正因為其簡單和應(yīng)用廣泛，因此其功能也越來不滿足人們的要求，其速度也從原來的100Kbit/S，增加了快速模式，其速度達400Kbit/S，再后來也增加了高速模式，其速度更達3.4Mbit/S。 二.功能和特點 I2C總線是一種用于IC器件之間連接的雙向二線制總線，所謂總線它上面可以掛多少器件，并且通個兩根線連接，占用空間非常的小，總線的長度可高達25英尺，并且能夠以10Kbps的最大傳輸速率支持40個組件。它的另一優(yōu)點是多主控，只要能夠進行接收和發(fā)送的設(shè)備都可以成為主控制器，當(dāng)然多個主控不能同一時間工作。 I2C總線有兩根信號線，一根為SDA（數(shù)據(jù)線），一根為SCL（時鐘線）。任何時候時鐘信號都是由主控器件產(chǎn)生。 I2C總線在傳送數(shù)據(jù)的過程中，主要有三種控制信號：起始信號，結(jié)不信號，應(yīng)答信號 起始信號：當(dāng)SCL為高電平時，SDA由高電平轉(zhuǎn)為低電平時，開始傳送數(shù)據(jù) 結(jié)束信號：當(dāng)SCL為高電平時，SDA由低電平轉(zhuǎn)為高電平時，結(jié)束數(shù)據(jù)傳送 應(yīng)答信號：接收數(shù)據(jù)的器件在接收到8bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的器件發(fā)出低電平信號，表示已收到數(shù)據(jù)。這個信號可以是主控器件發(fā)出，也可以是從動器件發(fā)出�？傊山邮諗�(shù)據(jù)的器件發(fā)出。 這些信號中，起始信號是必需的，結(jié)束信號和應(yīng)答信號，都可以不要。 三.基本操作 下面我們以ATMEL公司的AT24C02來介紹I2C的基本操作 AT24C02是美國ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM，它是內(nèi)含256×8bit存儲空間，具有工作電壓寬（2.5～5.5V）、擦寫次數(shù)多（大于10000次）、寫入速度快（小于10ms）等特點。他在系統(tǒng)中始終為從動器件。 對AT24C02的操作主要有：字節(jié)讀，字節(jié)寫，頁面讀，頁面寫 首先發(fā)送起始信號，如下圖，起始信號后必須是控制字， 
控制字格式如下，其中高四位為器件類型識別符（不同的芯片類型有不同的定義，EEPROM一般應(yīng)為1010），接著三位為片選，也就是三個地址位，最后一位為讀寫控制位，當(dāng)為1(Input)時為讀操作，為0(Output)時為寫操作。 
控制字后就是相應(yīng)的操作，讀或?qū)�，一定不要結(jié)束，因為這個操作還沒有完成，如果結(jié)束就等于放棄操作。 先來看寫操作，寫操作分為字節(jié)寫和頁面寫兩種操作，對于頁面寫根據(jù)芯片的一次裝載的字節(jié)不同有所不同,AT24C02為8字節(jié)，每寫一個字節(jié)后，地址自動加1。關(guān)于頁面寫的地址、應(yīng)答和數(shù)據(jù)傳送的時序參見圖3，字節(jié)寫可以看成是只有一個字節(jié)的頁面寫，也就是寫一個數(shù)據(jù)后停止。注意：寫一次需要一定時間，一般為10ms，要等侍這個操作完成。時序如下圖： 說明：對于AT24C02，在控制字后還必須寫入地址，這個地址是以后讀寫的起始地址。 
讀操作有三種基本操作：當(dāng)前地址讀、隨機讀和順序讀。三種操作方法類似，只是讀的數(shù)據(jù)個數(shù)不同，可連續(xù)讀8個字節(jié)，圖4給出的是順序讀的時序圖,圖中共讀了四個數(shù)據(jù)，需要注意的是當(dāng)前的地址，如果不是想要的，可以用寫操作，重新寫入地址。非常重要的是，每讀一個數(shù)據(jù)后，必須置低SDA，作為應(yīng)答，否則，只能讀一個數(shù)據(jù)，后面的數(shù)據(jù)，因為收到不應(yīng)答信號，AT24C02就會認為出錯，停止操作。特別提醒的是，當(dāng)SCL為低電平時，數(shù)據(jù)是可變的，因些只有SCL為高電平時，才能讀數(shù)。（相關(guān)時序，請看例程序的，讀功能函數(shù)） 四.例程序（51匯編，測試單片機為AT89C51，12M晶振） 電路連接如圖5，其中A0，A1，A2為地址線，本例中全部接地，因此全部為0。由于SCL和SDA為漏極開路輸出，所以在使用時，需加上拉電阻。 
程序功是將數(shù)據(jù)66H寫入AT24C02地址單元00，數(shù)據(jù)88H寫01單元，再將00單元讀出放入單片機的40H單元，01單元讀出放入41H單元，再將其分別寫入AT24C02的02和03地址單元，最后將00，02讀出比較，01與03比較，如果相等，LED發(fā)光。以下是程序。可將本程序復(fù)制，編譯后，燒錄后測試。 （程序看似復(fù)雜，其實很多功能是重復(fù)的） SCL EQU P3.0 ;時鐘 SDA EQU P3.1 ;數(shù)據(jù) LED EQU P1.0 ;操作成功指示,低電平點亮 ORG 0X0000 LJMP MAIN ;啟動功能函數(shù)，NOP用于滿足AT24C02的速度要求START: CLR SCL ;先將SCL置低才改變SDA，以免誤操作 NOP NOP SETB SDA NOP NOP SETB SCL NOP NOP CLR SDA NOP NOP RET ;結(jié)束功能函數(shù)STOP: CLR SCL ;先將SCL置低才改變SDA，以免誤操作 NOP NOP CLR SDA NOP NOP SETB SCL NOP NOP SETB SDA NOP NOP RET ;應(yīng)答函數(shù)ACK: CLR SCL ;先將SCL置低才改變SDA，以免誤操作 NOP NOP CLR SDA ;發(fā)低電平應(yīng)答 NOP NOP SETB SCL NOP NOP RET ;寫一個字節(jié) ;R2為要寫的數(shù)據(jù),R3為每字節(jié)的位數(shù),這兒為8位 ;返回時C為應(yīng)答信號,可以不理會這個值WRITE: MOV R3,#8 MOV A,R2WRLOOP: CLR SCL RLC A NOP MOV SDA,C NOP NOP SETB SCL NOP NOP DJNZ R3,WRLOOP CLR SCL ;以下處理AT24C02的應(yīng)答信號 NOP NOP SETB SDA ;置高SDA，用作輸入，如果AT24C02拉低，表示正確 NOP NOP SETB SCL NOP NOP MOV C,SDA ;讀取應(yīng)答信號 RET ;讀一個字節(jié) ;返回時R2為讀得的數(shù)READ: MOV R3,#8RDLOOP: CLR SCL NOP NOP SETB SDA ;拉高SDA，用作輸入 NOP NOP SETB SCL NOP NOP MOV C,SDA RLC A DJNZ R3,RDLOOP MOV R2,A RET ;延時,用以保證寫操作完成，寫地址信號不用延時DELAY: MOV 0X31,#20AA: MOV 0X32,#200 DJNZ 0X32,$ DJNZ 0X31,AA RET MAIN: ACALL START ;啟動 MOV R2,#0XA0 ;將控制字“1010 0000”傳到R2，最后一位表示寫 ACALL WRITE ;調(diào)用寫函數(shù) MOV R2,#0X00 ;設(shè)置要寫的地址 ACALL WRITE MOV R2,#0X66 ;寫入第一個字節(jié)，66H,寫入到00單元 ACALL WRITE MOV R2,#0X88 ;寫入第一個字節(jié)，88H,寫入到01單元 ACALL WRITE ACALL STOP ;停止操作 ACALL DELAY ;等待寫完成 ACALL START ;啟動 MOV R2,#0XA0 ;寫控制字 ACALL WRITE MOV R2,#00 ;設(shè)置要讀地址 ACALL WRITE ACALL START MOV R2,#0XA1 ;將控制字“1010 0001”傳到R2，最后一位表示讀 ACALL WRITE ;寫入控制字 ACALL READ ;調(diào)用讀命令 ACALL ACK ;應(yīng)答 MOV 0X40,R2 ;將讀得的數(shù)據(jù)傳到40H ACALL READ ;讀下一位，將讀得的數(shù)據(jù)傳到41H ACALL ACK MOV 0X41,R2 ACALL STOP ;停止讀操作 ACALL START MOV R2,#0XA0 ;寫控制字，表示以下這寫操作 ACALL WRITE MOV R2,#0X02 ;設(shè)置地址 ACALL WRITE MOV R2,0X40 ;將上面讀得的數(shù)寫入到02單元 ACALL WRITE MOV R2,0X41 ;將上面讀得的數(shù)寫入到03單元 ACALL WRITE ACALL STOP ;停止操作 ACALL DELAY ;等待寫完成 ACALL START ;啟動 MOV R2,#0XA0 ;寫入控制字，表示以下為寫操作 ACALL WRITE MOV R2,#00 ;寫入讀的起始地址 ACALL WRITE ACALL START ;啟動 MOV R2,#0XA1 ;寫入控制字，表示以下為讀操作 ACALL WRITE ACALL READ ACALL ACK MOV 0X40,R2 ;以下連續(xù)讀出四個字節(jié) ACALL READ ACALL ACK MOV 0X41,R2 ACALL READ ACALL ACK MOV 0X42,R2 ACALL READ ACALL ACK MOV 0X43,R2 ACALL STOP MOV A,0X42 ;以下為比較讀出結(jié)果與寫入是否相等 CJNE A,#0X66,ENDALL MOV A,0X43 CJNE A,#0X88,ENDALL CLR LEDENDALL: SJMP $ END |
66821730(技術(shù)支持)
