摘要：本文扼要介绍了I2C串行总线结构和特色，并结合其在单片机（GMS97C2051）上的运用，以24LC01BEEPROM为例，给出了用汇编语言完结该协议的程序。
关键词：I2C总线 单片机
I2C总线
PHILIPS公司早在十几年前就推出了I2C串行总线，它具有多主机体系所需的包含判决和高低速设备同步等功用高性能串行总线。
I2C总线硬件结构
I2C串行总线有两根信号线，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL。一切接到I2C总线睥设备的串行数据SDA都接到总线的SDA线，各设备的时钟线SCL接到总线的SCL。典型的I2C总线结构如图1。
为了防止总线信号的紊乱，要求各设备衔接到总线的输出端有必要是开漏输出或集电极开路输出的电路结构。设备与总线的接口电路如图2所示。
I2C总线数据传送率可达每秒十万位，高速方法可高达每秒四十万位。总线上答应衔接设备数以总线上的电容量不超越400pF为限。
I2C数据传输
在I2C总线传输进程中，将两种特定的状况界说为开端和中止条件（如图3）：录 SCL坚持“高”，SDA由“高”变为“低”时为开端条件，SCL坚持“高”，SDA由“低”变为“高”是为中止条件。开端和中止条件由主控器发生。运用 硬件接口能够很容易地检测开端和中止条件，没有这种接口的微机有必要以每时钟周期至少两次对SDA取样以便检测这种改动。
SDA线上的数据在时钟“高”期间有必要是安稳的，只有当SCL线上的时钟信号为 低时，数据线上的“高”或“低”状况才能够改动。输出到SDA线上的每个字节有必要是8位，每次传输的字节不受约束，每个字节有必要有一个应对ACK。假如一 接纳器材在完结其他功用（如一内部中止）前不能接纳另一数据的完好字节时，它能够坚持时钟线SCL为低，以促进发送器进入等候状况，当接纳器准备好承受数 据的其它字节并开释时钟SCL后，数据传输继续进行。I2C数据总线传达时序如图4。
数据传送具有应对是有必要的。与应对对应的时钟脉冲由主操控发生，发送器在应对期间有必要下拉SDA线。当导址的被控器材不能应对时，数据维护为高，接着主操控发生中止条件中止传输。
I2C总线的运用
下面便是用GMS97C2051（武汉力源公司产品，与AT89C2051兼容）的通用I/O口作为I2C总线接口，由软件操控完结数据传送，图5为其连线路图。
在单主控器的体系中，时钟线仅由主控器驱动，因而能够用51的一根I/O线作为SCL信号线，将其设置为输出方法，由软件操控发生串行时钟信号，在 实践体系中运用P1.3，另一根I/O线P1.2作为I2C总线的串行数据线，由软件操控在时钟的低电平期间读取或输出数据。体系传输数据的进程如下：先 由单片机给出一个启始数据信号，接着送出要拜访器材的7位地址数据，并等候被控器材的就答信号，当收到应对信号后，依据拜访要求进行相应的操作。假如是读 入数据，则数据线可一向设为输入方法，中心不需求改动SDA线的工作方法，在每读和主个字节，均应顺次检测应对信号，假如是输出数据，则首先将SDA设置 为输出方法，当发送完一个字节后，需求改动SDA线为输入方法，此刻读入被控器材的应对信号，至此完结了一个字节的传送。当一切数据传输完比，应向SDA 宣布一个中止信号，完毕该次数据传输。
以下用51汇编语言完结启始、中止、读、写、应对的程序。
(1)启始位程序：
ACK：CLR P1.3
NOP
NOP
SETB P1.2
NOP
NOP
NOP
CPL P1.3 ；P1.3=1
NOP
NOP
NOP
DENGDAI：JB P1.2，DENGDAI RET
(2)读数据程序：
读字节能够在当时地址读(CURRENT READ)，能够随机读(RANDOM READ)，读出数据的最终一个字节后不必加应对信号。
READ：PUSH 0EH
CLR P1.4
LCALL BSTART；START
MOV A，#0A0H；SEND
THE CONTROL BYTE
LCALL SENDBYTE
LCALL ACK
MOV A，R1；SEND THE ADDRESS
LCALL SENDBYTE
LCALL ACK
LCALL BSTART；START
MOV A，#0A1H；SEND THE CONTROL BYTE
LCALL SENDBYTE
LCALL ACK
LCALL READBYTE
LCALL BSTOP
POP 0EH
RET
送字节子程序：
SENDBYTE：PUSH 0EH
PUSH 00H
MOV R0，#08H
LOOP1：CLR P1.3
NOP
NOP
RLC A
MOV P1.2，C
CPL P1.3； P1.3=1
NOP
NOP
DJNZ R0,LOOP1
POP 00H
POP 0EH
RET
读字节子程序：
READBYTE：PUSH 0EH
PUSH 00H
MOV R0，#08H；
READ THE CONTENT
CLR A
LOOP4：CLR P1.3
NOP
NOP
NOP
SETB P1.3；P1.3=1
MOV C,P1.2
RLC A
DJNZ R0,LOOP4
MOV R2,A
POP 00H
POP 0EH
RET
（3）写数据程序：
WRITE：PUSH 0EH
CLR P1.4
LCALL BSTART
MOV A，#0A0H
LCALL SENDBYTE；
SEND CONTROL BYTE
LCALL ACK
MOV A，R1；SEND THE ADDRESS
LCALL SENDBYTE
CLALL ACK
MOV A，R2；WERITE THE CONTENT
LCALL SENDBYTE
LCALL ACK
LCALL BSTOP
POP 0EH
RET
接连写的两个字节之间最好是要有10ms的延时。当然，也能够进行页写（PAGE WTITE），一次性接连写8个字节，每个字节后要一个应对信号。
（4）中止位程序：
BSTOP：CL的P1.3
NOP
NOP
CLR P1.2
NOP
NOP
NOP
SETB P1.3
NOP
NOP
NOP
SETB P1.2
RET
