单片机练习 - I2C总线协议

这次利用单片机通过软件模拟I2C总线协议, 并对基于I2C协议的AT24C02 EEPROM进行读写操作, 具体说明与功能见代码注释.

AT24C02与单片机的连接电路图如下:


单片机利用P2.0模拟SDA, P2.1模拟SCL.

程序代码:

I2C总线协议
  1//用软件方法模拟I2C总线协议来读写AT24C02 EEPROM
  2//每次上电后, 继续按照上次的计数结果计数, 每半秒计数一次
  3#include <reg52.H>
  4#include <intrins.H>
  5
  6#define uchar unsigned char
  7sbit SDA = P2^0;
  8sbit SCL = P2^1;
  9
 10//仿真延时5.43us
 11void delay5us()
 12{
 13    _nop_();
 14}
 15
 16//延时10ms, 仿真约11ms
 17//实际测试中, 对于写一个字节, 只须2ms
 18void delay10Ms()
 19{
 20    uchar a,b;
 21    for(a=50;a>0;a--)
 22     for(b=100;b>0;b--);
 23}
 24
 25//延时2ms
 26void delay2Ms()
 27{
 28    uchar a,b;
 29    for(a=10;a>0;a--)
 30     for(b=100;b>0;b--);
 31}
 32
 33/**//***************************** I2C总线协议 ************************************/
 34//起始信号
 35void start()
 36{ 
 37    SDA = 1;  //启动I2C总线
 38    SCL = 1;
 39    delay5us();    //延时
 40    SDA = 0;    //起始信号
 41    delay5us();    //SDA拉低时间至少4us后, 才能拉低SCL
 42    SCL = 0;    
 43}
 44
 45//终止信号
 46void stop()
 47{
 48    SDA = 0; 
 49    SCL = 1;    //SCL拉高至少4us后, 才能拉高SDA, 产生终止信号
 50    delay5us();
 51    SDA = 1;
 52    delay5us();    //保持SDA拉高4.7us以上 
 53    //终止后, 总线处于空闲状态
 54}
 55
 56//发送应答
 57void ack()
 58{
 59    SDA = 0;
 60    SCL = 1;
 61    delay5us();
 62    SCL = 0;
 63    SDA = 1;
 64}
 65
 66//发送非应答
 67void nack()
 68{
 69    SDA = 1;
 70    SCL = 1;
 71    delay5us();
 72    SCL = 0;
 73}
 74
 75//获取应答, 有应答返回0, 非应答返回1
 76bit getAck()
 77{
 78    bit flag;
 79    SDA = 1;
 80    SCL = 1;
 81    flag = SDA;
 82    SCL = 0;
 83    return flag;
 84}
 85
 86//发送一字节数据, 有应答返回0, 非应答返回1
 87bit sendByte(uchar dat)
 88{
 89    uchar i;
 90    for(i = 0; i < 8; i++)
 91    {
 92        dat = dat << 1; //左移, 最高位将移到CY中
 93        SDA = CY;
 94        SCL = 1;
 95        delay5us();
 96        SCL = 0;
 97    }
 98    return getAck();
 99}
100
101//接收一字节数据
102uchar recvByte()
103{
104    uchar i, tmp, dat;
105    for(i = 0; i < 8; i++)
106    {
107        SCL = 1;
108        delay5us();
109        if(SDA == 1)
110        {
111            tmp = 1;
112        }
113        else 
114            tmp = 0;
115        dat = (dat << 1) | tmp;
116        SCL = 0;
117        delay5us();
118    }
119    return dat;
120}
121
122/**//***************************** I2C总线协议 ************************************/
123
124
125/**//***************************** AT24C02 EEPROM的读写操作 ************************************/
126//AT24C02 EEPROM 在TX1-B实验板上的地址是 1010 000B
127
128//向EEPROM指定地址写一字节数据
129void writeByte(uchar dat, uchar add)
130{
131    start();
132    sendByte(0xa0);    //找出EEPROM芯片, 写数据
133    sendByte(add); //先写地址
134    sendByte(dat); //读数据
135    stop(); //释放总线
136    delay2Ms(); //发送完写数据, stop()后, 需要延时10ms让芯片完成内部写周期
137    //实际测试中, 写一字节, 只须2ms
138}
139
140//连续写指定长度的字节流(Page Write)
141void writeBytes(uchar * dats, uchar length, uchar add)
142{
143    uchar i;
144    start();
145    sendByte(0xa0);
146    sendByte(add);
147    for(i = 0; i < length; i++)
148    {
149        sendByte(dats[i]);
150    }
151    stop();
152    delay10Ms();
153}
154
155//读取EEPROM指定地址的一字节数据(Random Read)
156uchar readByte(uchar add)
157{
158    uchar dat;
159    start();
160    sendByte(0xa0);    //找出EEPROM芯片, 写数据
161    sendByte(add); //先写地址
162    start();
163    sendByte(0xa1); //读数据
164    dat = recvByte();
165    nack(); //非响应
166    stop(); //释放总线
167    return dat;
168}
169
170//连续读指定大小的字节数(Sequential Read)
171void readBytes(uchar * buffer, uchar size, uchar add)
172{
173    uchar i, count = size - 1;
174    start();
175    sendByte(0xa0);
176    sendByte(add);
177    start();
178    sendByte(0xa1);
179    for(i = 0; i < count; i++)
180    {
181        buffer[i] = recvByte();
182        ack();  //应答
183    }
184    buffer[count] = recvByte();
185    nack();    //非应答, 结束
186    stop();
187}
188
189/**//***************************** AT24C02 EEPROM的读写操作 ************************************/
190sbit wela = P2^7;  //数码管位选
191sbit dula = P2^6;  //数码管段选
192
193//0-F数码管的编码(共阴极)
194unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
195    0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
196void display(uchar v) 
197{
198    unsigned char count;
199    unsigned char datas[] = {0, 0, 0};
200    datas[0] = v / 100;
201    datas[1] = v % 100 / 10;
202    datas[2] = v % 10;
203    for(count = 0; count != 3; count++)
204    {
205        //关位选, 去除对上一位的影响
206        P0 = 0xff; 
207        wela = 1; //打开锁存, 给它一个下降沿量
208        wela = 0;
209        //段选
210        P0 = table[datas[count]];
211        dula = 1;  //打开锁存, 给它一个下降沿量
212        dula = 0;
213        //位选 
214        P0 = _crol_(0xfe, count); //选择第(count + 1) 个数码管
215        wela = 1; //打开锁存, 给它一个下降沿量
216        wela = 0;
217        delay2Ms();
218    }
219}
220
221uchar value, th, tl, tCount;
222void main()
223{
224    value = readByte(0);  //向EEPROM地址0读一字节数据
225    tCount = 0;
226    EA = 1;     //开中断
227    ET1 = 1;    //允许T1中断
228    TMOD = 0x10; //工作方式1
229    TH1 = th = 0x4b;//(65536 - 50000/1.085) / 256; //定时50ms
230    TL1 = tl = 0xfd;//(65536 - 50000/1.085) - th * 256;
231    TR1 = 1;     //T1开始计时
232    while(1)
233    {
234        if(tCount > 10)  //满500ms, 加1
235        {
236            value++;
237            writeByte(value, 0); //将当前值保存在EEPROM地址0中
238            tCount = 0;
239        }
240        display(value);
241    }
242}
243
244void time1() interrupt 3
245{
246    TH1 = th;
247    TL1 = tl;
248    tCount++;
249}

经过两个星期的单片机学习,  对单片机有了一个深层次的了解. 而这次以后, 将不会连续关注单片机, 会将重心放回Asp.net开发上....