【文章內容簡介】 連接微控制器及其外圍設備。I2C總線產生于在80年代，最初為音頻和視頻設備開發(fā)，如今主要在服務器管理中使用，其中包括單個組件狀態(tài)的通信。例如管理員可對各個組件進行查詢，以管理系統(tǒng)的配置或掌握組件的功能狀態(tài)，如電源和系統(tǒng)風扇?？呻S時監(jiān)控內存、硬盤、網絡、系統(tǒng)溫度等多個參數(shù)，增加了系統(tǒng)的安全性，方便了管理。1 I2C總線的硬件結構I2C串行總線一般有兩根信號線，一根是雙向的數(shù)據(jù)線SDA，另一根是時鐘線SCL。所有接到I2C總線設備上的串行數(shù)據(jù)SDA都接到總線的SDA上，各設備的時鐘線SCL接到總線的SCL上。為了避免總線信號的混亂，要求各設備連接到總線的輸出端時必須是開漏輸出或集電極開路輸出。設備上的串行數(shù)據(jù)線SDA接口電路應該是雙向的，輸出電路用于向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)，輸入電路用于接收總線上的數(shù)據(jù)。而串行時鐘線也應是雙向的，作為控制總線數(shù)據(jù)傳送的主機，一方面要通過SCL輸出電路發(fā)送時鐘信號，另一方面還要檢測總線上的SCL電平，以決定什么時候發(fā)送下一個時鐘脈沖電平；作為接受主機命令的從機，要按總線上的SCL信號發(fā)出或接收SDA上的信號，也可以向SCL線發(fā)出低電平信號以延長總線時鐘信號周期?？偩€空閑時，因各設備都是開漏輸出，上拉電阻RP使SDA和SCL線都保持高電平。任一設備輸出的低電平都將使相應的總線信號線變低，也就是說：各設備的SDA是“與”關系，SCL也是“與”關系。 總線對設備接口電路的制造工藝和電平都沒有特殊的要求（NMOS、CMOS都可以兼容）。在I2C總線上的數(shù)據(jù)傳送率可高達每秒十萬位，高速方式時在每秒四十萬位以上。另外，總線上允許連接的設備數(shù)以其電容量不超過400pF為限。 總線的運行（數(shù)據(jù)傳輸）由主機控制。所謂主機是指啟動數(shù)據(jù)的傳送（發(fā)出啟動信號）、發(fā)出時鐘信號以及傳送結束時發(fā)出停止信號的設備，通常主機都是微處理器。被主機尋訪的設備稱為從機。為了進行通訊，每個接到I2C總線的設備都有一個唯一的地址，以便于主機尋訪。主機和從機的數(shù)據(jù)傳送，可以由主機發(fā)送數(shù)據(jù)到從機，也可以由從機發(fā)到主機。凡是發(fā)送數(shù)據(jù)到總線的設備稱為發(fā)送器，從總線上接收數(shù)據(jù)的設備被稱為接受器。I2C總線在傳送數(shù)據(jù)過程中共有三種類型信號， 它們分別是：開始信號、結束信號和應答信號。開始信號：SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。結束信號：SCL為高電平時，SDA由低電平向高電平跳變，結束傳送數(shù)據(jù)。 應答信號：接收數(shù)據(jù)的IC在接收到8bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的IC發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數(shù)據(jù)。CPU向受控單元發(fā)出一個信號后，等待受控單元發(fā)出一個應答信號，CPU接收到應答信號后，根據(jù)實際情況作出是否繼續(xù)傳遞信號的判斷。若未收到應答信號，由判斷為受控單元出現(xiàn)故障。如圖32所示：SDASCL開始結束圖32 開始、結束信號圖目前有很多半導體集成電路上都集成了I2C接口。帶有I2C接口的單片機有：CYGNAL的 C8051F0XX系列，PHILIPSP87LPC7XX系列，MICROCHIP的PIC16C6XX系列等。很多外圍器件如存儲器、監(jiān)控芯片等也提供I2C接口?？偩€基本操作：I2C規(guī)程運用主/從雙向通訊。器件發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上，則定義為發(fā)送器，器件接收數(shù)據(jù)則定義為接收器。主器件和從器件都可以工作于接收和發(fā)送狀態(tài)。 總線必須由主器件（通常為微控制器）控制，主器件產生串行時鐘（SCL）控制總線的傳輸方向，并產生起始和停止條件。SDA線上的數(shù)據(jù)狀態(tài)僅在SCL為低電平的期間才能改變，SCL為高電平的期間，SDA狀態(tài)的改變被用來表示起始和停止條件。控制字節(jié)：在起始條件之后，必須是器件的控制字節(jié)，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一般應為1010），接著三位為片選，最后一位為讀寫位，當為1時為讀操作，為0時為寫操作。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。讀操作：讀操作有三種基本操作：當前地址讀、隨機讀和順序讀。圖4給出的是順序讀的時序圖。應當注意的是：最后一個讀操作的第9個時鐘周期不是“不關心”。為了結束讀操作，主機必須在第9個周期時發(fā)出停止條件或者在第9個時鐘周期內保持SDA為高電平、然后發(fā)出停止條件。第三章 程序流程圖開始初始化讀取當前溫度讀取AT24C02內上下限溫度值當前溫度與上下限位關系判斷SET是否按下加減鍵是否按下相應處理上下限位，并寫入AT24C02上限指示燈點亮，蜂鳴器閃響下限指示燈點亮，蜂鳴器閃響While循環(huán)返回否是否是大于上限小于下限顯示當前溫度正常范圍結論通過對自己在大學兩年時間里所學的知識的回顧，并充分發(fā)揮對所學知識的理解和對畢業(yè)設計的思考及書面表達能力，最終完成了本設計。這為自己今后進一步深化學習，積累了一定寶貴的經驗。撰寫論文的過程也是專業(yè)知識的學習過程，它使我運用已有的專業(yè)基礎知識，對其進行設計，分析和解決一個理論問題或實際問題，把知識轉化為能力的實際訓練。培養(yǎng)了我運用所學知識解決實際問題的能力。本次論文設計，使我加深了對單片機的認識，并且熟悉了單片機系統(tǒng)的設計流程，收獲豐碩。技術在不斷進步，機械式時鐘已經被淘汰，電子時代已經到來。做為新時代的我們，更應該提高自身能力，適應新時代的發(fā)展。知識來自實踐，多從生活中探尋所需要的。從這次的論文設計中，我真正的體會到，知識的重要性，特別是要理論聯(lián)系實際，把我們所學的理論知識運用到實際生活當中，要用知識改變一切。參考文獻[1] 陳權昌,[M].廣州:華南理工大學出版社,~102[2] [M].北京:機械工業(yè)出版社,~58[3] [M].北京:高等教育出版社,~132[4] 99 SE原理圖與PCB設計教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,~150[5] [M].北京:機械工業(yè)出版社,~156[6] [M].北京:高等教育出版社,~104[7] 汪文，[M].湖北:華中科技大學出版社,~68[8] [M].北京:高等教育出版社,~209[9] 楊欣．電子設計從零開始[M].北京:清華大學出版社,~102致 謝首先，感謝學校三年來對我的培養(yǎng)。為我們營造了一個良好的學習氛圍，建設一流的教學設施，使我們身心愉快的投入到學習中。其次，感謝尊敬的指導老師，有了他的諄諄教誨，處處提點，才使本論文的前期準備以及整個研究過程順利完成。指導老師的嚴謹治學態(tài)度、扎實的理論基礎、全身心投入工作的精神以及對學生盡心盡力的態(tài)度給了我極大的幫助與鼓勵，使我受益匪淺。從指導老師的教學態(tài)度上，我學到的不僅僅只有書本上的知識，還有做人的道理。他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。最后，感謝我的父母多年來給予我的支持和關懷，同時感謝我的舍友和朋友對我的幫助。附錄 A 電路原理圖附錄 B C語言程序include define ui unsigned intdefine uc unsigned char //宏定義sbit SET=P3^1。 //定義調整鍵sbit DEC=P3^2。 //定義減少鍵sbit ADD=P3^3。 //定