【正文】 第 9 個(gè) SCL 時(shí)鐘內(nèi)置高 SDA 線，而從器件的響應(yīng)信號(hào)將 SDA 拉低，從而給出一個(gè)應(yīng)答位。 了解了 I2C 傳輸數(shù)據(jù)的格式，現(xiàn)在來(lái)研究雙方傳送的協(xié)議問(wèn)題。 圖 232 2I C 總線 傳送數(shù)據(jù) 開(kāi)始和結(jié)束信號(hào)的時(shí)序圖 基于 I2C 總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 30 2I C 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 2I C 總線的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議如下： （ 1）、主器件發(fā)出開(kāi)始信號(hào) （ 2）、主器件發(fā)出第一個(gè)字節(jié)，用來(lái)選通相應(yīng)的從器件。其中前 7 位為地址碼，第 8 位為方向位 (R/W)。方向位為 “0”表示發(fā)送，方向位為 “1”表示接受。 （ 3）、從機(jī)產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)，進(jìn)入下一個(gè)傳送周期，如果從器件沒(méi)有給出應(yīng)答信號(hào)，此時(shí)主器件產(chǎn)生一個(gè)結(jié)束信號(hào)使得傳送結(jié)束，傳送數(shù)據(jù)無(wú)效。 （ 4）、接下來(lái)主、從器件正式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，這時(shí)在 I2C 總線上每次傳送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)不限，但每一個(gè)字節(jié)必須為 8 位（傳送的時(shí)候先送高位，再送低位）。當(dāng)一個(gè)字節(jié)傳送完畢時(shí)，再發(fā)送一個(gè)應(yīng)答位（第 9 位），如上一條所述，這樣每次傳送一個(gè)字節(jié)都需要 9 個(gè)時(shí)鐘脈沖。數(shù)據(jù)的傳送過(guò)程如下圖 24 所示 圖 24 2I C 總線 數(shù)據(jù)的傳送過(guò)程 圖 基于 I2C 總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 31 串行 EEPROM 24C02 的硬件連接 如圖 25 所示， 24C02 與單片機(jī) AT89C52 的連接采用的是 I2C 總線結(jié)構(gòu)。 I2C 總線是由串行數(shù)據(jù)線 SDA 和串行時(shí)鐘線 SCL 構(gòu)成的，所有的控制命令和數(shù)據(jù) 傳輸 均通過(guò)這兩條線傳輸。單片機(jī) AT89C52 作為主器件，它在 I2C 總線上產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖、尋址信號(hào)、起至信號(hào)； 24C02 作為從器件，它通過(guò)串行數(shù)據(jù)線 SDA 和竄行時(shí)鐘線 SCL 與單片機(jī) AT89C52的引腳 P3^6 和 P3^7 相連。 24C02 提供 2KB 串行 EEPROM，內(nèi)部組態(tài)為 256 8 B。 A0、 A A2 為芯片的地址線，在使用中把這三條線接點(diǎn)。 WP 為低電平時(shí)，允許寫(xiě)操作。 單片機(jī) AT89C52 是一種低功耗、高性能的 CMOS 的 8 位微控制器，具有 8 KB 的可編程 Flash 存儲(chǔ)器，與工業(yè) 8051 產(chǎn)片的指令及各引腳完全兼容。 圖 25 24C02 與單片機(jī)的連接 基于 I2C 總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 32 24C02 芯片相關(guān)介紹 24c01/24c02 是一個(gè) 1K/2K/4K/8K/16K 位串行 CMOS E2PROM, 內(nèi)部含有128/256/512/1024/2048 個(gè) 8 位字節(jié) ,CATALYST 公司的先進(jìn) CMOS 技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少 了器件的功耗 。 CAT24WC01 有一個(gè) 8 字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器 ,24c01/24c02 有一個(gè) 16 字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器 .該器件通過(guò) I2C 總線接口進(jìn)行操作有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的寫(xiě)保護(hù)功能 .、 圖 261 24C02 芯片管腳及其描述 AT24C02 是帶有 2I C 總線接口的 E2PROM 存儲(chǔ)器，具有掉電記憶的功能，并且可以象普通 RAM 一樣用程序改寫(xiě)。它的容量是 256 個(gè)字節(jié)（ 00h～ 0ffh），有 A AA0 三位地址，可見(jiàn) 2I C 總線上可以連接 8 片 AT24C02，它的尋址字節(jié)是 1010 A2A1A0 R/W。 圖 262 是 DIP 封裝的 24C02 與 80C51 的接口方案。其中 A0、 A A2 是芯片地址線，單片使用時(shí)接地； SCL 是串行移位時(shí)鐘端； SDA 是串行數(shù)據(jù)或地址端， CPU 通過(guò) SDA 訪問(wèn)芯片； WP 是寫(xiě)保護(hù)端，接高電平時(shí)芯片只能讀。 基于 I2C 總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 33 圖 262 24C02 執(zhí)行寫(xiě)操作時(shí)與 80C51 的接口 基于 I2C 總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 34 EEPROM 概述 EEPROM是一種可用電氣方法在線擦除和再 編程的只讀存儲(chǔ)器 .它既有 RAM在連機(jī)操 作中可讀可改寫(xiě)的特性 ,又具有非易失性存儲(chǔ) ROM 在掉電后仍然能夠保持所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù) 的優(yōu)點(diǎn) .寫(xiě)入的數(shù)據(jù)在常溫下至少可以保持 10 年 . 圖 27 EEPROM 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 基于 I2C 總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 35 第三章 程序設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)電路圖 基于 I2C 總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 36 圖 31 程序設(shè)計(jì)電路圖 基于 I2C 總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 程序 include include define uchar unsigned char define uint unsigned int define OP1_READ 0xa1 // 器件地址以及讀取操作 ,0xa1 即為 1010 0001B define OP1_WRITE 0xa0 // 器件地址以及寫(xiě)入操作 ,0xa1 即為 1010 0000B sbit SCL=P3^5。 //將串行時(shí)鐘總線 SCL 位定義在為 P3^5 引腳 sbit SDA=P3^6。 //將串行數(shù)據(jù)總線 SDA 位定義在為 P3^6 引腳 uchar disp_seg[16]={0x40,0xf9,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00, 0x10,0x08,0x03,0x46,0x21,0x06,0x0e}。 //共陽(yáng) /***************************************************/ void delay1ms() { unsigned char i,j。 for(i=0。i10。i++) for(j=0。j33。j++)。 } /***************************************************** 函數(shù)功能：延時(shí)若干毫秒 入口參數(shù)： n ***************************************************/ void delaynms(unsigned char n) { unsigned char i。 for(i=0。in。i++) delay1ms()。 } /******************************************************************************* 基于 I2C 總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 37 以下是對(duì) AT24C02 的讀寫(xiě)操作程序 ********************************************************************************/ /*************************************************** 函數(shù)功能：開(kāi)始數(shù)據(jù)傳送 ***************************************************/ void start() // 開(kāi)始位 { SDA = 1。 //SDA 初始化為高電平“ 1” SCL = 1。 //開(kāi)始數(shù)據(jù)傳送時(shí)，要求 SCL 為高電平“ 1” _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 SDA = 0。 //SDA 的下降沿被認(rèn)為是開(kāi)始信號(hào) _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 SCL = 0。 //SCL 為低電平時(shí)， SDA 上數(shù)據(jù)才允許變化 (即允許以后的數(shù)據(jù)傳遞） } /*************************************************** 函數(shù)功能：結(jié)束數(shù)據(jù)傳送 ***************************************************/ void stop() // 停止位 { SDA = 0。 //SDA 初始化為低電平“ 0” _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 SCL = 1。 //結(jié)束數(shù)據(jù)傳送時(shí)，要求 SCL 為高電平“ 1” _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 SDA = 1。 //SDA 的上升沿被認(rèn)為是結(jié)束信號(hào) } /*************************************************** 函數(shù)功能：從 AT24Cxx 讀取數(shù)據(jù) 出口參數(shù)： x ***************************************************/ unsigned char ReadData() // 從 AT24Cxx 移入數(shù)據(jù)到 MCU { unsigned char i。 基于 I2C 總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 38 unsigned char x。 //儲(chǔ)存從 AT24Cxx 中讀出的數(shù)據(jù) for(i = 0。 i 8。 i++) { SCL = 1。 //SCL 置為高電平 x=1。 //將 x 中的各二進(jìn)位向左移一位 x|=(unsigned char)SDA。 //將 SDA 上的數(shù)據(jù)通過(guò)按位“或“運(yùn)算存入 x 中 SCL = 0。 //在 SCL 的下降沿讀出數(shù)據(jù) } return(x)。 //將讀取的數(shù)據(jù)返回 } /*************************************************** 函數(shù)功能：向 AT24Cxx 的當(dāng)前地址寫(xiě)入數(shù)據(jù) 入口參數(shù)： y (儲(chǔ)存待寫(xiě)入的數(shù)據(jù)） ***************************************************/ //在調(diào)用此數(shù)據(jù)寫(xiě)入函數(shù)前需首先調(diào)用開(kāi)始函數(shù) start(),所以 SCL=0 bit WriteCurrent(unsigned char y) { unsigned char i。 bit ack_bit。 //儲(chǔ)存應(yīng)答位 for(i = 0。 i 8。 i++) // 循環(huán)移入 8 個(gè)位 { SDA = (bit)(yamp。0x80)。 //通過(guò)按位“與”運(yùn)算將最高位數(shù)據(jù)送到 S //因?yàn)閭魉蜁r(shí)高位在前，低位在后 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 SCL = 1。 //在 SCL 的上升沿將數(shù)據(jù)寫(xiě)入 AT24Cxx _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 SCL = 0。 //將 SCL 重新置為低電平，以在 SCＬ線形 成傳送數(shù)據(jù)所需的８?jìng)€(gè)脈沖 y = 1。 //將 y 中的各二進(jìn)位向左移一位 } SDA = 1。 // 發(fā)送設(shè)備（主機(jī)）應(yīng)在時(shí)鐘脈沖的高電平期間 (SCL=1)釋放SDA 線， //以讓 SDA 線轉(zhuǎn)由接收設(shè)備 (AT24Cxx)控制 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 SCL = 1。 //根據(jù)上述規(guī)定， SCL 應(yīng)為高電平 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 _nop_()。 //等待一個(gè)機(jī)器周期 ack_bit = SDA。 //接受設(shè)備（ AT24Cxx)向 SDA 送低電平，表示已經(jīng)接收到一個(gè)字節(jié) //若送高電平，表示沒(méi)有接收到，傳送異常 基于 I2C 總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 39 SCL = 0。 //SCL 為低電平時(shí)， SDA 上數(shù)據(jù)才允許變化 (即允許以后的數(shù)據(jù)傳遞） return ack_bit。 // 返回 AT24Cxx 應(yīng)答位 } /*************************************************** 函數(shù)功能：向 AT24Cxx 中的指定地址寫(xiě)入數(shù)據(jù) 入口參數(shù)： add (儲(chǔ)存指定的地址）； dat(儲(chǔ)存待寫(xiě)入的數(shù)據(jù)） ***************************************************/ void WriteRom(uchar OP_WRITE, uchar add, uchar dat) // 在指定地址 addr 處寫(xiě)入數(shù)據(jù) WriteCurrent { start()。 //開(kāi)始數(shù)據(jù)傳遞 WriteCurrent(OP_WRITE)。 //選擇要操作的 AT24Cxx 芯片，并告知要對(duì)其寫(xiě)入數(shù)據(jù) WriteCurrent(add)。 //寫(xiě)入指定地址 WriteCurrent(dat)。 //向當(dāng)前地址（上面指定的地址）寫(xiě)入數(shù)據(jù) stop()。 //停止數(shù)據(jù)傳遞 delaynms(4)。 //1 個(gè)字節(jié)的寫(xiě)入周期為 1ms, 最好延時(shí) 1ms 以上 } /***********************************