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单片机的I2C通讯规划

单片机的I2C通信设计-I2C每一位信号的时序流程,而I2C通信在字节级的传输中,也有固定的时序要求。I2C通信的起始信号(Start)后,首先要发送一个从机的地址,这个地址一共有 7位,紧跟着的第 8 位是数据方向位(R/W),“0”表示接下来要发送数据(写),‘“1”表示接下来是请求数据(读)。

I2C每一位信号的时序流程,而I2C通讯在字节级的传输中,也有固定的时序要求。I2C通讯的开端信号(Start)后,首要要发送一个从机的地址,这个地址一共有 7位,紧跟着的第 8 位是数据方向位(R/W),“0”表明接下来要发送数据(写),‘“1”表明接下来是恳求数据(读)。

咱们知道,打电话的时分,当拨通电话,接听方捡起电话必定要回一个“喂”,这便是告知拨电话的人,这边有人了。同理,这个第九位 ACK 实践上起到的便是这样一个效果。当咱们发送完了这 7 位地址和 1 位方向后,假如发送的这个地址的确存在,那么这个地址的器材应该回应一个 ACK(拉低 SDA 即输出“0”),假如不存在,就没“人”回应 ACK(SDA将坚持高电平即“1”)。

那咱们写一个简略的程序,拜访一下咱们板子上的 EEPROM 的地址,别的再写一个不存在的地址,看看它们是否能回一个 ACK,来了解和承认一下这个问题。

咱们板子上的 EEPROM 器材类型是 24C02,在 24C02 的数据手册 3.6 节中可查到,24C02的 7 位地址中,其中高 4 位是固定的 0b1010,而低 3 位的地址取决于详细电路的规划,由芯片上的 A2、A1、A0 这 3 个引脚的实践电平决议,来看一下咱们的 24C02 的电路图,它和24C01 的原理图彻底相同,如图 14-4 所示。

图 14-4 24C02 原理图

从图 14-4 能够看出来,咱们的 A2、A1、A0 都是接的 GND,也便是说都是 0,因而 24C02的 7 位地址实践上是二进制的 0b1010000,也便是 0x50。咱们用 I2C 的协议来寻址 0x50,别的再寻址一个不存在的地址 0x62,寻址完毕后,把回来的 ACK 显现到咱们的 1602 液晶上,咱们比照一下。

/***************************Lcd1602.c 文件程序源代码*****************************/

#include

#define LCD1602_DB P0

sbit LCD1602_RS = P1^0;

sbit LCD1602_RW = P1^1;

sbit LCD1602_E = P1^5;

/* 等候液晶准备好 */

void LcdWaitReady(){

unsigned char sta;

LCD1602_DB = 0xFF;

LCD1602_RS = 0;

LCD1602_RW = 1;

do {

LCD1602_E = 1;

sta = LCD1602_DB; //读取状态字

LCD1602_E = 0;

} while (sta & 0x80); //bit7 等于 1 表明液晶正忙,重复检测直到其等于 0 中止

}

/* 向 LCD1602 液晶写入一字节指令,cmd-待写入指令值 */

void LcdWriteCmd(unsigned char cmd){

LcdWaitReady();

LCD1602_RS = 0;

LCD1602_RW = 0;

LCD1602_DB = cmd;

LCD1602_E = 1;

LCD1602_E = 0;

}

/* 向 LCD1602 液晶写入一字节数据,dat-待写入数据值 */

void LcdWriteDat(unsigned char dat){

LcdWaitReady();

LCD1602_RS = 1;

LCD1602_RW = 0;

LCD1602_DB = dat;

LCD1602_E = 1;

LCD1602_E = 0;

}

/* 设置显现 RAM 开端地址,亦即光标方位,(x,y)-对应屏幕上的字符坐标 */

void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y){

unsigned char addr;

if (y == 0){ //由输入的屏幕坐标核算显现 RAM 的地址

addr = 0x00 + x; //榜首行字符地址从 0x00 开端

}else{

addr = 0x40 + x; //第二行字符地址从 0x40 开端

}

LcdWriteCmd(addr | 0x80); //设置 RAM 地址

}

/* 在液晶上显现字符串,(x,y)-对应屏幕上的开端坐标,str-字符串指针 */

void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str){

LcdSetCursor(x, y);//设置开端地址

while (*str != ‘’){ //接连写入字符串数据,直到检测到完毕符

LcdWriteDat(*str++);

}

}

/* 初始化 1602 液晶 */

void InitLcd1602(){

LcdWriteCmd(0x38); //16*2 显现,5*7 点阵,8 位数据接口

LcdWriteCmd(0x0C); //显现器开,光标封闭

LcdWriteCmd(0x06); //文字不动,地址主动+1

LcdWriteCmd(0x01); //清屏

}

/*****************************main.c 文件程序源代码******************************/

#include

#include

#define I2CDelay() {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}

sbit I2C_SCL = P3^7;

sbit I2C_SDA = P3^6;

bit I2CAddressing(unsigned char addr);

extern void InitLcd1602();

extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str);

void main(){

bit ack;

unsigned char str[10];

InitLcd1602(); //初始化液晶

ack = I2CAddressing(0x50); //查询地址为 0x50 的器材

str[0] = ‘5’; //将地址和应对值转换为字符串

str[1] = ‘0’;

str[2] = ‘:’;

str[3] = (unsigned char)ack + ‘0’;

str[4] = ‘’;

LcdShowStr(0, 0, str); //显现到液晶上

ack = I2CAddressing(0x62); //查询地址为 0x62 的器材

str[0] = ‘6’; //将地址和应对值转换为字符串

str[1] = ‘2’;

str[2] = ‘:’;

str[3] = (unsigned char)ack + ‘0’;

str[4] = ‘’;

LcdShowStr(8, 0, str); //显现到液晶上

while (1);

}

/* 发生总线开端信号 */

void I2CStart(){

I2C_SDA = 1; //首要保证 SDA、SCL 都是高电平

I2C_SCL = 1;

I2CDelay();

I2C_SDA = 0; //先拉低 SDA

I2CDelay();

I2C_SCL = 0; //再拉低 SCL

}

/* 发生总线中止信号 */

void I2CStop(){

I2C_SCL = 0; //首要保证 SDA、SCL 都是低电平

I2C_SDA = 0;

I2CDelay();

I2C_SCL = 1; //先拉高 SCL

I2CDelay();

I2C_SDA = 1; //再拉高 SDA

I2CDelay();

}

/* I2C 总线写操作,dat-待写入字节,回来值-从机应对位的值 */

bit I2CWrite(unsigned char dat){

bit ack; //用于暂存应对位的值

unsigned char mask; //用于勘探字节内某一位值的掩码变量

for (mask=0x80; mask!=0; mask》》=1){ //从高位到低位顺次进行

if ((mask&dat) == 0){ //该位的值输出到 SDA 上

I2C_SDA = 0;

}else{

I2C_SDA = 1;

}

I2CDelay();

}

I2C_SCL = 1; //拉高 SCL

I2CDelay();

I2C_SCL = 0; //再拉低 SCL,完结一个位周期

I2C_SDA = 1; //8 位数据发送完后,主机开释 SDA,以检测从机应对

I2CDelay();

I2C_SCL = 1; //拉高 SCL

ack = I2C_SDA; //读取此刻的 SDA 值,即为从机的应对值

I2CDelay();

I2C_SCL = 0; //再拉低 SCL 完结应对位,并坚持住总线

return ack; //回来从机应对值

}

/* I2C 寻址函数,即查看地址为 addr 的器材是否存在,回来值-从器材应对值 */

bit I2CAddressing(unsigned char addr){

bit ack;

I2CStart(); //发生开端位,即发动一次总线操作

//器材地址需左移一位,因寻址指令的最低位

//为读写位,用于表明之后的操作是读或写

ack = I2CWrite(addr《《1);

I2CStop(); //不需进行后续读写,而直接中止本次总线操作

return ack;

}

咱们把这个程序在 KST-51开发板上运转完毕,会在液晶上边显现出来咱们料想的成果,主机发送一个存在的从机地址,从时机回复一个应对位,即应对位为 0;主机假如发送一个不存在的从机地址,就没有从机应对,即应对位为 1。

前面的章节中现已说到运用库函数_nop_()能够进行准确延时,一个_nop_()的时刻便是一个机器周期,这个库函数包括在 intrins.h 这个文件中,假如要运用这个库函数,只需求在程序最开端,和包括 reg52.h 相同,include之后,程序中就能够运用这个库函数了。

还有一点要提一下,I2C通讯分为低速形式 100kbit/s、快速形式 400kbit/s 和高速形式3.4Mbit/s。因为一切的 I2C 器材都支撑低速,但却未必支撑别的两种速度,所以作为通用的I2C 程序咱们挑选 100k 这个速率来完成,也便是说实践程序发生的时序有必要小于等于 100k的时序参数,很明显也便是要求 SCL 的凹凸电平持续时刻都不短于 5us,因而咱们在时序函数中经过刺进 I2CDelay()这个总线延时函数(它实践上便是 4 个 NOP 指令,用 define 在文件最初做了界说),加上改动 SCL 值句子自身占用的至少一个周期,来到达这个速度限制。假如今后需求进步速度,那么只需求减小这儿的总线延时时刻即可。

此外咱们要学习一个发送数据的技巧,便是I2C通讯时如何将一个字节的数据发送出去。咱们留意函数 I2CWrite 中,用的那个 for 循环的技巧。for (mask=0x80; mask!=0; mask》》=1),因为 I2C 通讯是从高位开端发送数据,所以咱们先从最高位开端,0x80 和 dat 进行按位与运算,然后得知 dat 第 7 位是 0 仍是 1,然后右移一位,也便是变成了用 0x40 和 dat 按位与运算,得到第 6 位是 0 仍是 1,一直到第 0 位完毕,终究经过 if 句子,把 dat 的 8 位数据顺次发送了出去。其它的逻辑咱们对照前边讲到的理论知识,仔细研讨理解就能够了。
责任编辑;zl

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