I2C總線規(guī)范與I2C器件C51讀寫(xiě)程序:本文簡(jiǎn)要介紹了I2C總線，并給出了I2C器件的C51讀寫(xiě)程序，極大的方便了大家對(duì)I2C總線的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)應(yīng)用。程序設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，方便向目標(biāo)板的移值。
關(guān)鍵字：I2C總線，C51，模塊化設(shè)計(jì)
1、I2C總線簡(jiǎn)介：
I2C 總線是一雙線串行總線，它提供一小型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為總線上的電路共享公共的總線?？偩€上的器件有單片機(jī)、LCD 驅(qū)動(dòng)器以及上E2PROM 器等等。自從菲利普公司提出I2C總線規(guī)范以來(lái)，I2C器件得到了廣泛的應(yīng)用。I2C器件的應(yīng)用大大減少了電路間連線，減小了電路板尺寸，降低了硬件成本，并提高了系統(tǒng)可靠性。
2、I2C規(guī)范：
I2C總線規(guī)范可以參考有關(guān)資料，本文僅給出有關(guān)硬件操作的基本概念。
2.1、I2C 總線名詞解釋：
發(fā)送器：發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上的器件
接收器：從總線上接收數(shù)據(jù)的器件
主器件：?jiǎn)?dòng)數(shù)據(jù)傳送并產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的器件
從器件：被主器件尋址的器件
2.2、I2C總線時(shí)序定義：
起始位：SCL＝1時(shí)，在SDA上有下降延
停止位：SCL＝1時(shí)，在SDA上有上升延
*主器件發(fā)停止信號(hào)給從器件，作用在于使從器件處為準(zhǔn)備狀態(tài)(或是已知的狀態(tài))
從應(yīng)答：SDA＝0
*寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)答的器件在第九個(gè)時(shí)鐘周期將SDA線拉低，表示已收到一個(gè)8位數(shù)據(jù),并表示可繼續(xù)接收。主機(jī)在向從機(jī)寫(xiě)一字節(jié)后接收從應(yīng)答，再進(jìn)行后續(xù)操作(一般不考慮從應(yīng)答位的具體值，僅在應(yīng)答檢測(cè)時(shí)用于判斷從器件是否完成其內(nèi)部寫(xiě)周期)
主應(yīng)答：SDA＝0(用)
*讀數(shù)據(jù)時(shí),主機(jī)每接收從機(jī)一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)(不是最后一個(gè))，返回主應(yīng)答ACK(SDA=0)
是最后一個(gè)字節(jié)時(shí)返回?zé)o需應(yīng)答NO_ACK（SDA＝1）
當(dāng)從機(jī)工作于讀模式時(shí)，在向主機(jī)發(fā)送一個(gè)8位數(shù)據(jù)后釋放SDA線并監(jiān)視一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，一旦接收到主機(jī)的應(yīng)答信號(hào)，從機(jī)繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)；如主器件沒(méi)有發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，從機(jī)停止傳送數(shù)據(jù)并等待一個(gè)停止信號(hào)，主器件必須發(fā)一個(gè)停止信號(hào)給從機(jī)使其進(jìn)入備用電源模式并使器件處于已知的狀態(tài)
應(yīng)答檢測(cè)：采用應(yīng)答檢測(cè)讀命令測(cè)試從機(jī)是否<頁(yè)寫(xiě)>結(jié)束(通過(guò)從應(yīng)答來(lái)識(shí)別)
*當(dāng)從器件完成內(nèi)部寫(xiě)周期后將發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)(從應(yīng)答)給主器件，以便可以繼續(xù)進(jìn)行下一次讀操作
3、I2C器件C51讀寫(xiě)程序
3.1、數(shù)據(jù)定義說(shuō)明：
sbit sda=P0^0; //I2C器件SDA數(shù)據(jù)線
sbit scl=P0^1; //I2C器件SCL時(shí)鐘線
#define nops() {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();} //nop指令個(gè)數(shù)定義
uchar i2c_ad_main; //器件從地址
uchar i2c_ad_sub; //器件子地址
uchar *i2c_buf; //發(fā)送/接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
uchar i2c_num; //發(fā)送/接收數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)
說(shuō)明：可以在你的應(yīng)用程序中修改上述值，使其適應(yīng)你的demo設(shè)計(jì)
3.2、子函數(shù)說(shuō)明：（私有函數(shù)，不能調(diào)用）
void i2c_start(void) //送起始位
void i2c_stop(void) //送停止位
void i2c_ack_main(bit ack_main) //主應(yīng)答
說(shuō)明：ack_main=1:ack主應(yīng)答；ack_main=0:no_ack無(wú)需應(yīng)答
void send_byte(uchar c) //發(fā)送單個(gè)字節(jié)
uchar read_byte(void) //接收單個(gè)字節(jié)
說(shuō)明：此函數(shù)需要配合主應(yīng)答來(lái)用
3.3、模塊函數(shù)說(shuō)明：（I2C外部接口函數(shù)，可被應(yīng)用程序調(diào)用）
void send_to_byte(uchar ad_main,uchar c) //向無(wú)子地址器件發(fā)送單字節(jié)數(shù)據(jù)
void send_to_nbyte(uchar ad_main,uchar ad_sub,uchar *buf,uchar num)
//向有子地址器件發(fā)送多字節(jié)數(shù)據(jù)
void read_from_byte(uchar ad_main,uchar *buf) //從無(wú)子地址器件讀單字節(jié)數(shù)據(jù)
void read_from_nbyte(uchar ad_main,uchar ad_sub,uchar *buf,uchar num)
//從有子地址器件讀多個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)
3.4、C51讀寫(xiě)程序源代碼：
3.4.1頭文件定義：
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
//nop指令個(gè)數(shù)定義
#define nops() {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}
//端口位定義，可修改
sbit sda=P0^0;
sbit scl=P0^1;
//內(nèi)部數(shù)據(jù)定義
uchar i2c_ad_main; //器件從地址
uchar i2c_ad_sub; //器件子地址
uchar *i2c_buf; //發(fā)送|接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
uchar i2c_num; //發(fā)送|接收數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)
#define ack 1 //主應(yīng)答
#define no_ack 0 //從應(yīng)答
3.4.2C51程序代碼:
#include
#include
#include
//**********************************************
//送起始位 sda=1->0
void i2c_start(void){
scl=0;
sda=1;
_nop_();
scl=1;
nops();
sda=0;
nops();
scl=0;
}
//************************************************
//送停止位 sda=0->1
void i2c_stop(void){
scl=0;
_nop_();
sda=0;
_nop_();
scl=1;
nops();
sda=1;
nops();
scl=0;
}
//************************************************
//主應(yīng)答(包含ack:sda=0和no_ack:sda=0)
void i2c_ack_main(bit ack_main){
scl=0;
if(ack_main)sda=0; //ack主應(yīng)答
else sda=1; //no_ack無(wú)需應(yīng)答
nops();
scl=1;
nops();
scl=0;
}
//*************************************************
//字節(jié)發(fā)送程序
//發(fā)送c(可以是數(shù)據(jù)也可是地址)，送完后接收從應(yīng)答
//不考慮從應(yīng)答位
void send_byte(uchar c){
uchar i;
for(i=0;i<8;i++){
scl=0;
if((c<else sda=0;
_nop_();
scl=1;
nops();
scl=0;
}
nops();
sda=1; //發(fā)送完8bit，釋放總線準(zhǔn)備接收應(yīng)答位
_nop_();
scl=1;
nops(); //sda上數(shù)據(jù)即是從應(yīng)答位
scl=0; //不考慮從應(yīng)答位|但要控制好時(shí)序
}
//**************************************************
//字節(jié)接收程序
//接收器件傳來(lái)的數(shù)據(jù)，此程序應(yīng)配合|主應(yīng)答函數(shù)|i2c_ack_main()使用
//return: uchar型1字節(jié)
uchar read_byte(void){
uchar i;
uchar c;
c=0;
scl=0;
_nop_();
sda=1; //置數(shù)據(jù)線為輸入方式
for(i=0;i<8;i++){
_nop_();
scl=0; //置時(shí)鐘線為低，準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)位
nops();
scl=1; //置時(shí)鐘線為高，使數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)有效
_nop_();
c<<=1;
if(sda)c+=1; //讀數(shù)據(jù)位，將接收的數(shù)據(jù)存c
}
scl=0;
return c;
}
//***************************************************
//向無(wú)子地址器件發(fā)送單字節(jié)數(shù)據(jù)
void send_to_byte(uchar ad_main,uchar c){
i2c_start();
send_byte(ad_main); //發(fā)送器件地址
send_byte(c); //發(fā)送數(shù)據(jù)c
i2c_stop();
}
//***************************************************
//向有子地址器件發(fā)送多字節(jié)數(shù)據(jù)
void send_to_nbyte(uchar ad_main,uchar ad_sub,uchar *buf,uchar num){
uchar i;
i2c_start();
send_byte(ad_main); //發(fā)送器件地址
send_byte(ad_sub); //發(fā)送器件子地址
for(i=0;isend_byte(*buf); //發(fā)送數(shù)據(jù)*buf
buf++;
}
i2c_stop();
}
//***************************************************
//從無(wú)子地址器件讀單字節(jié)數(shù)據(jù)
//function:器件地址，所讀數(shù)據(jù)存在接收緩沖區(qū)當(dāng)前字節(jié)
void read_from_byte(uchar ad_main,uchar *buf){
i2c_start();
send_byte(ad_main); //發(fā)送器件地址
*buf=read_byte();
i2c_ack_main(no_ack); //無(wú)需應(yīng)答
i2c_stop();
}
//***************************************************
//從有子地址器件讀多個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)
//function:
void read_from_nbyte(uchar ad_main,uchar ad_sub,uchar *buf,uchar num){
uchar i;
i2c_start();
send_byte(ad_main);
send_byte(ad_sub);
for(i=0;i*buf=read_byte();
i2c_ack_main(ack); //主應(yīng)答
buf++;
}
*buf=read_byte;
buf++; //本次指針調(diào)整無(wú)意義，目的是操作后buf指向下一地址
i2c_ack_main(no_ack); //無(wú)需應(yīng)答
i2c_stop();
}