51单片机IO口模拟IIC总线协议

51单片机IO口模拟IIC总线协议 I2C总线是Philips公司提出的一种集成电路IC器件之间相连接的总线协议，其目的是使电子系统（不只限于单片机系统）各个IC器件之间的连线变得容易。因为使用传统的并行总线在IC器件之间连接，往往会使得IC之间连线较多，显得非常复杂。而I2C总线则使IC器件之间只需SDA、SCL两条连线就可以传送数据，因而十分方便。由于I2C在印刷体中不容易书写（需要上标），所以实际书写时，还常见到IIC、I2C等书写方法，本文采用IIC的写法，敬请注意。关于IIC总线的知识，请参阅相关书籍，此处不再做进一步介绍。下面我们用一...

I2C总线是Philips公司提出的一种集成电路IC器件之间相连接的总线协议，其目的是使电子系统（不只限于单片机系统）各个IC器件之间的连线变得容易。因为使用传统的并行总线在IC器件之间连接，往往会使得IC之间连线较多，显得非常复杂。而I2C总线则使IC器件之间只需SDA、SCL两条连线就可以传送数据，因而十分方便。由于I2C在印刷体中不容易书写（需要上标），所以实际书写时，还常见到IIC、I2C等书写方法，本文采用IIC的写法，敬请注意。关于IIC总线的知识，请参阅相关书籍，此处不再做进一步介绍。下面我们用一个使用IIC总线连接器件的例子来简单说明IIC总线的仿真。例.EEPROM24C02是采用IIC接口的一种常用2Kbit（256×8bit）的存储器。编写程序使用AT89C51的IO口模拟实现IIC总线协议进行通信，并向24C02存储器内从字节0到字节FF写入数字0到FF。 51系列单片机本身没有IIC接口，但一些本身具有IIC接口的单片机往往是高端产品，一方面价格不菲，另一方面我们的系统也没有必要使用之。通常我们就使用软件通过51系列单片机的IO口来模拟实现IIC总线通信。本例事实上比较简单，但需要对IIC总线时序有较好的理解。源文件如下图所示（采用C51语言编写）：在Keil中编辑好源文件以后，接下来就可以建立工程文件并生成相应的源代码了，然后我们来绘制电路图。此例的电路图极其简单。只需两个IC，即AT89C51和24C02C，和两个上拉电阻，而且上拉电阻还可以省略。至于连接，就更为简单了。最后得到绘制好的电路图如下图所示：绘制好电路图，我们就可以将前面刚刚生成的程序源代码装入单片机了，装入以后，下面我们就可以来进行仿真了。首先点击仿真按钮，系统没有什么反映，只有高低电平变化的颜色。我们要想查看结果，还要用前文中仿真扩展RAM存储器的方法，先点击暂停，然后点击“Debug”菜单下的“I2C Memory Internal Memory – U2”子菜单来打开U2即EEPROM存储器24C02C的内容窗口“I2C Memory Internal Memory – U2”，然后我们就看到了其中的内容，也就是我们仿真程序的结果。如下图所示：从图中我们能清楚地看到我们的仿真结果，程序完全正确地执行了我们的命令。当然，如果你过早地点击了暂停按钮，那么你得到的结果可能和上图略有不同，那可能是因为程序尚未执行完毕。此时你可以继续点击运行按钮，或者点击单步按钮来仔细查看程序执行过程中24C02C存储器内容的改变情况。 /*---------------------------------------------------------------- Acess the eeprom--24c04 ----------------------------------------------------------------*/ #include #ifndef INT8U #define INT8U unsigned char #endif #ifndef INT8S #define INT8S signed char #endif #ifndef INT16U #define INT16U unsigned int #endif #define I2C_DELAY; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); // >=4.7uS //---------------------------------------------------------------- // delay 100us //---------------------------------------------------------------- void mDelay(INT8U k) { INT16U i ; for(; k>0; k--) { for(i=0; i<93; i++) ; } } //---------------------------------------------------------------- //OK //---------------------------------------------------------------- void I2C_Start(void) { SDA = 1; I2C_DELAY; SCL = 1; I2C_DELAY; SDA = 0; I2C_DELAY; I2C_DELAY; } //---------------------------------------------------------------- //OK //---------------------------------------------------------------- void I2C_Stop(void) { SDA = 0 ; I2C_DELAY; SCL = 1 ; I2C_DELAY; SDA = 1 ; I2C_DELAY; I2C_DELAY; } //---------------------------------------------------------------- // //---------------------------------------------------------------- void sendAck(void) { SCL = 0; I2C_DELAY; SDA = 0; I2C_DELAY; SCL = 1; I2C_DELAY; } //---------------------------------------------------------------- // //---------------------------------------------------------------- void sendNoAck(void) { SCL = 0; I2C_DELAY; SDA = 1; I2C_DELAY; SCL = 1; I2C_DELAY; } //---------------------------------------------------------------- // 0 = noACK; 1 = ACK ; //---------------------------------------------------------------- bit checkAck() { bit tempbit; /*发送完一个字节后检验设备的应答信号*/ SDA = 1; I2C_DELAY; SCL = 0; I2C_DELAY; tempbit = SDA; SCL = 1; I2C_DELAY; if(tempbit==1) { return 0; //noACK } else { return 1; //ACK } } //---------------------------------------------------------------- //OK // a positive clock edge clock a bit into the ROM //---------------------------------------------------------------- void writeByte(INT8U datum) { INT8U bitCnt = 0 ; for(bitCnt=0; bitCnt<8; bitCnt++) { SCL = 0 ; I2C_DELAY; if ((datum&0x80) == 0x80) //if the MSb is 1 SDA = 1 ; else SDA = 0 ; I2C_DELAY; SCL = 1 ; I2C_DELAY; datum<<=1 ; } } //---------------------------------------------------------------- //OK //---------------------------------------------------------------- INT8U readByte(void) { bit tempbit = 1 ; INT8U temp = 0 ; INT8U bitCnt ; SDA = 1 ; // release the bus,ready to receive byte?????????????? I2C_DELAY; for(bitCnt=0; bitCnt<8; bitCnt++) { SCL = 0; //?????????????????????????huan??????????????? I2C_DELAY; tempbit = SDA ; if (tempbit) temp |= 0x01 ; else temp &= 0xfe ; SCL = 1 ; I2C_DELAY; if(bitCnt<7) temp <<= 1 ; } return(temp) ; } /*~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ API ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~*/ /*----------------------------------------------------------------- write some bytes to sequential address -----------------------------------------------------------------*/ void writeToROM(INT8U datum[], INT8U address, INT8U num) { bit tempbit ; INT8U i ; INT8U *datum_P ; datum_P = datum ; I2C_Start() ; writeByte(0xa0) ; tempbit = checkAck(); writeByte(address) ; tempbit = checkAck(); for(i=0; i

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