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標(biāo)題: I2C總線入門(PCF8591T和AT24C02的使用) [打印本頁]

作者: piaolin 時(shí)間: 2015-10-29 17:43
標(biāo)題: I2C總線入門(PCF8591T和AT24C02的使用)
1）最近學(xué)習(xí)51單片機(jī)，學(xué)到A/D,D/A轉(zhuǎn)換的時(shí)候發(fā)現(xiàn)我板子上的轉(zhuǎn)換芯片不是書上所講的ADC0804和DAC0832而是PCF8591T，看了一下它的數(shù)據(jù)手冊(cè)，發(fā)現(xiàn)它并不是書上所說的并行傳輸數(shù)據(jù)，是使用 I2C 總線傳輸?shù)�。搞了兩天才搞懂，寫出來給大家分享一下，不足之處請(qǐng)務(wù)必不吝指出。

以上是I2C總線的簡單介紹。

就比如說AT24C02存儲(chǔ)芯片，和PCF8591數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片都支持I2C端口。（如下圖）

2）接下來看如何使用I2C總線進(jìn)行通信

以上是I2C總線通信的格式。
由上圖可以看出進(jìn)行通信需要以下幾個(gè)步驟
a.初始化I2C總線

就是把SDA和SCL都變成高電平。

[cpp] view plaincopyprint?

void init() //初始化
{
SDA=1;
delay();
SCL=1;
delay();
}

delay（）為延時(shí)函數(shù)

[cpp] view plaincopyprint?

void delay() //延時(shí)4-5個(gè)微秒
{;;}

b.發(fā)送起始信號(hào)

就是保持SCL為高電平，而SDA從高電平降為低電平（這是I2C總線的規(guī)定，別問我為什么）

[cpp] view plaincopyprint?

void start()//起始信號(hào)
{
SDA=1;
delay();
SCL=1;
delay();
SDA=0;
delay();
}

c.發(fā)送地址字（芯片的硬件地址）

（8591的數(shù)據(jù)手冊(cè)）
前四位對(duì)同一種芯片來說是固定的，不同的芯片之間不同。就像pcf8591是1001而at24c02是1010

接下來三位A0，A1，A2是可編程的三個(gè)地址位，這里說說的編程并不是通過軟件編程，而是把A0，A1，A2三個(gè)引腳接不同的電壓來確定數(shù)值。接VCC表示1，接GND表示0。為什么要有這三個(gè)呢？因?yàn)橛锌赡苣阍贗2C總線上“并聯(lián)”了不止一個(gè)相同的元件（比如說接了三個(gè)8591），那你如何來分辨你要操作的是哪一個(gè)芯片呢，就是通過設(shè)置A0，A1，A2的數(shù)值，來區(qū)別�？删幊痰牡刂芬粋€(gè)有三位，也就是說最多可以接8個(gè)相同的芯片在同一個(gè)I2C總線上。
最后一位是讀/寫位，1為讀，0為寫。

@如何寫數(shù)據(jù)
寫數(shù)據(jù)只需要按照時(shí)序圖
1.先將SCL置0（只有它為0的時(shí)候SDA才允許變化）
2.改變SDA是數(shù)值（就是你當(dāng)前要穿的一位是0還是1）
3.把SCL置1（此時(shí)芯片就會(huì)讀取總線上的數(shù)據(jù)）
下面是代碼

[cpp] view plaincopyprint?

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

[cpp] view plaincopyprint?

void write_byte(uchar date) //寫一字節(jié)數(shù)據(jù)
{
uchar i,temp;
temp=date;
for(i=0;i<8;i++)
{
temp=temp<<1; //左移一位移出的一位在CY中
SCL=0; //只有在scl=0時(shí)sda能變化值
delay();
SDA=CY;
delay();
SCL=1;
delay();
}
SCL=0;
delay();
SDA=1;
delay();
}

發(fā)送地址的時(shí)候只需把地址傳給該函數(shù)即可。

d.應(yīng)答（ACK）
每接受或發(fā)送一字節(jié)數(shù)據(jù)后都需要發(fā)送一位應(yīng)答，來表是否收到了前面一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

[cpp] view plaincopyprint?

void respons()//應(yīng)答相當(dāng)于一個(gè)智能的延時(shí)函數(shù)
{
uchar i;
SCL=1;
delay();
while((SDA==1)&&(i<250))//沒收到應(yīng)答，我等!~~
i++; //等了250次沒收到就不管他了，就當(dāng)他收到了-_-
//其實(shí)沒收到的話可以結(jié)束程序的
SCL=0;
delay();
}

e.發(fā)送/接受數(shù)據(jù)（取決于前面地址字的最后一位讀/寫位）
發(fā)送數(shù)據(jù)和上面的發(fā)送地址調(diào)用同一個(gè)函數(shù)，只要穿給他數(shù)據(jù)即可。
接收數(shù)據(jù)其實(shí)和發(fā)送數(shù)據(jù)差不多，只不過要把接收到的數(shù)據(jù)一位一位拼裝成一字節(jié)數(shù)據(jù)，看代碼~

[cpp] view plaincopyprint?

uchar read_byte()
{
uchar i,k;
SCL=0;
delay();
SDA=1;
delay();
for(i=0;i<8;i++)
{
SCL=1;
delay();
k=(k<<1)|SDA;//先左移一位，再在最低位接受當(dāng)前位
SCL=0;
delay();
}
return k;
}

f.應(yīng)答
g.·······如此循環(huán)，直到數(shù)據(jù)一個(gè)字一個(gè)字的發(fā)完
h.發(fā)送終止信號(hào)
就是SCL在高電平的時(shí)候SDA由低電平變成高電平

[cpp] view plaincopyprint?

void stop() //停止信號(hào)
{
SDA=0;
delay();
SCL=1;
delay();
SDA=1;
delay();
}

以上就是整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程了

為了更好的掌握I2C總線我在此放兩個(gè)例子，一個(gè)是書上（郭天祥的，你們懂的）EPROM存儲(chǔ)定時(shí)時(shí)間的例子，還有就是用PCF8591進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換的例子。

1.EPROM存儲(chǔ)定時(shí)時(shí)間

[cpp] view plaincopyprint?

//JP10（P0）接JP12
//我發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)手冊(cè)（電路圖pdf）上錯(cuò)了 SCL連的是P2^1 而SDA連的P2^0
//程序功能：在數(shù)碼管上顯示數(shù)字，每隔1s增加1
// 但是每次復(fù)位或者掉電程序都會(huì)把當(dāng)前數(shù)值存儲(chǔ)到AT24C02中，并在下次啟動(dòng)時(shí)讀取
#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
bit write=0; //寫24c02的標(biāo)志
sbit SCL=P2^1; //串行時(shí)鐘輸入端
sbit SDA=P2^0; //串行數(shù)據(jù)輸入端
sbit LS138A=P2^2;//138譯碼器的3位控制數(shù)碼管的
sbit LS138B=P2^3;
sbit LS138C=P2^4;
uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //數(shù)顯管字模
uchar second,tempt; //second用來計(jì)秒數(shù) ，tempt用來臨時(shí)存放0.05s的次數(shù) 滿20即1s寫入
void delay() //延時(shí)4-5個(gè)微秒
{;;}
void delay_1ms(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--)
;
}
void start()//起始信號(hào)
{
SDA=1;
delay();
SCL=1;
delay();
SDA=0;
delay();
}
void stop() //停止信號(hào)
{
SDA=0;
delay();
SCL=1;
delay();
SDA=1;
delay();
}
void respons()//應(yīng)答相當(dāng)于一個(gè)智能的延時(shí)函數(shù)
{
uchar i;
SCL=1;
delay();
while((SDA==1)&&(i<250))//沒收到應(yīng)答，我等!~~
i++; //等了250次沒收到就不管他了，就當(dāng)他收到了-_-
//其實(shí)沒收到的話可以結(jié)束程序的
SCL=0;
delay();
}
void init() //初始化
{
SDA=1;
delay();
SCL=1;
delay();
}
void write_byte(uchar date) //寫一字節(jié)數(shù)據(jù)
{
uchar i,temp;
temp=date;
for(i=0;i<8;i++)
{
temp=temp<<1; //左移一位移出的一位在CY中
SCL=0; //只有在scl=0時(shí)sda能變化值
delay();
SDA=CY;
delay();
SCL=1;
delay();
}
SCL=0;
delay();
SDA=1;
delay();
}
uchar read_byte()
{
uchar i,k;
SCL=0;
delay();
SDA=1;
delay();
for(i=0;i<8;i++)
{
SCL=1;
delay();
k=(k<<1)|SDA;//先左移一位，再在最低位接受當(dāng)前位
SCL=0;
delay();
}
return k;
}
void write_add(uchar address,uchar date)
{
start();
write_byte(0xa0); //10100000 前四位固定接下來三位全部被接地了所以都是0 最后一位是寫所以為低電平
respons();
write_byte(address);
respons();
write_byte(date);
respons();
stop();
}
uchar read_add(uchar address)
{
uchar date;
start();
write_byte(0xa0);
respons();
write_byte(address);
respons();
start();
write_byte(0xa1);
respons();
date=read_byte();
stop();
return date;
}
void display(uchar ge,uchar shi)
{
P0=0xff;
LS138A=0; //第一位
LS138B=0;
LS138C=0;
P0=table[ge];
delay_1ms(5);
P0=0xff;
LS138A=1; //第二位
LS138B=0;
LS138C=0;
P0=table[shi];
delay_1ms(5);
P0=0xff;
}
void main()
{
init();
second=read_add(2); //讀出保存的數(shù)據(jù)
if(second>=100)
second=0;
TMOD=0x01; //定時(shí)器工作方式1
ET0=1;
EA=1;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
TR0=1; //開始計(jì)時(shí)
while(1)
{
display(second/10,second%10);
if(write==1)
{
write=0;
write_add(2,second);
}
}
}
void t0() interrupt 1
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
tempt++;
if(tempt==20)
{
tempt=0;
second++;
write=1;
if(second==100)
second=0;
}
}

這是電路圖

2.DA轉(zhuǎn)換

[cpp] view plaincopyprint?

//I2C總線很強(qiáng)大
//程序功能：通過DA轉(zhuǎn)換把輸出電壓逐漸增大，使加在上面的發(fā)光二級(jí)管慢慢變亮
// 到最亮后再變暗，如此循環(huán)
#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define PCF8591 0x90 //PCF8591 地址
sbit SCL=P2^1; //串行時(shí)鐘輸入端
sbit SDA=P2^0; //串行數(shù)據(jù)輸入端
void delay() //延時(shí)4-5個(gè)微秒
{;;}
void delay_1ms(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--)
;
}
void start()//開始信號(hào)
{
SDA=1;
delay();
SCL=1;
delay();
SDA=0;
delay();
}
void stop() //停止信號(hào)
{
SDA=0;
delay();
SCL=1;
delay();
SDA=1;
delay();
}
void respons()//應(yīng)答相當(dāng)于一個(gè)智能的延時(shí)函數(shù)
{
uchar i;
SCL=1;
delay();
while((SDA==1)&&(i<250))
i++;
SCL=0;
delay();
}
void init() //初始化
{
SDA=1;
delay();
SCL=1;
delay();
}
void write_byte(uchar date) //寫一字節(jié)數(shù)據(jù)
{
uchar i,temp;
temp=date;
for(i=0;i<8;i++)
{
temp=temp<<1; //左移一位移出的一位在CY中
SCL=0; //只有在scl=0時(shí)sda能變化值
delay();
SDA=CY;
delay();
SCL=1;
delay();
}
SCL=0;
delay();
SDA=1;
delay();
}
void write_add(uchar control,uchar date)
{
start();
write_byte(PCF8591); //10010000 前四位固定接下來三位全部被接地了所以都是0 最后一位是寫所以為低電平
respons();
write_byte(control);
respons();
write_byte(date);
respons();
stop();
}
void main()
{
uchar a;
init();
while(1)
{
write_add(0x40,a);
delay_1ms(5);
a++;
if(a>250)
a=0;
}
}

作者: 騰飛的龍 時(shí)間: 2015-10-29 22:58
高手啊學(xué)習(xí)分享學(xué)習(xí)啦

作者: 公子墨 時(shí)間: 2017-7-3 09:45
樓主，感謝分享，我的板子沒有時(shí)鐘輸入端，只有數(shù)據(jù)輸入端，數(shù)據(jù)輸出端，Gnd，關(guān)于數(shù)模轉(zhuǎn)換的那個(gè)怎么弄

作者: chaoself 時(shí)間: 2018-1-26 22:12
高手啊學(xué)習(xí)分享學(xué)習(xí)啦

作者: INSIST 時(shí)間: 2018-3-20 20:21
void write_byte(uchar date) //寫一字節(jié)數(shù)據(jù) { uchar i,temp; temp=date; for(i=0;i<8;i++) { temp=temp<<1; //左移一位移出的一位在CY中 SCL=0; //只有在scl=0時(shí)sda能變化值 delay(); SDA=CY; delay(); SCL=1; delay(); } SCL=0; delay(); SDA=1; delay(); }

作者: INSIST 時(shí)間: 2018-3-20 20:22
可以在詳細(xì)說一下，是怎樣說一字節(jié)的數(shù)據(jù)嗎

作者: QQ572008555 時(shí)間: 2020-2-18 23:00
我目前看了一半不過大體上都看懂了后面的還沒看懂不過具體等實(shí)戰(zhàn)

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