I2C总线入门基础(很详细很精彩).doc
-+I2C总线入门1） 最近学习51单片机，学到A/D,D/A转换的时候发现我板子上的转换芯片不是书上所讲的ADC0804和DAC0832而是PCF8591T，看了一下它的数据手册，发现它并不是书上所说的并行传输数据，是使用 I2C 总线传输的。搞了两天才搞懂，写出来给大家分享一下，不足之处请务必不吝指出。以上是I2C总线的简单介绍。就比如说AT24C02存储芯片，和PCF8591数模模数转换芯片都支持I2C端口。（如下图） 2） 接下来看如何使用I2C总线进行通信以上是I2C总线通信的格式。由上图可以看出进行通信需要以下几个步骤a.初始化I2C总线就是把SDA和SCL都变成高电平。void init()/初始化SDA=1;delay();SCL=1;delay();delay（）为延时函数void delay()/延时4-5个微秒;b.发送起始信号就是保持SCL为高电平，而SDA从高电平降为低电平（这是I2C总线的规定，别问我为什么）void start()/起始信号SDA=1;delay();SCL=1;delay();SDA=0;delay();c.发送地址字（芯片的硬件地址）（8591的数据手册） 前四位对同一种芯片来说是固定的，不同的芯片之间不同。就像pcf8591是1001而at24c02是1010 接下来三位A0，A1，A2是可编程的三个地址位，这里说说的编程并不是通过软件编程，而是把A0，A1，A2三个引脚接不同的电压来确定数值。接VCC表示1，接GND表示0。为什么要有这三个呢？因为有可能你在I2C总线上“并联”了不止一个相同的元件（比如说接了三个8591），那你如何来分辨你要操作的是哪一个芯片呢，就是通过设置A0，A1，A2的数值，来区别。可编程的地址一个有三位，也就是说最多可以接8个相同的芯片在同一个I2C总线上。 最后一位是 读/写 位，1为读，0为写。如何写数据写数据只需要按照时序图1.先将SCL置0（只有它为0的时候SDA才允许变化）2.改变SDA是数值（就是你当前要穿的一位是0还是1）3.把SCL置1（此时芯片就会读取总线上的数据）下面是代码#define uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid write_byte(uchar date)/写一字节数据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时sda能变化值delay();SDA=CY;delay();SCL=1;delay();SCL=0;delay();SDA=1;delay();发送地址的时候只需把地址传给该函数即可。 d.应答（ACK） 每接受或发送一字节数据后都需要发送一位应答，来表是否收到了前面一个字节的数据。void respons()/应答 相当于一个智能的延时函数uchar i;SCL=1;delay();while(SDA=1)&&(i<250)/没收到应答，我等!i+;/等了250次没收到就不管他了，就当他收到了-_- /其实没收到的话可以结束程序的SCL=0;delay();e.发送/接受数据（取决于前面地址字的最后一位读/写位）发送数据和上面的发送地址调用同一个函数，只要穿给他数据即可。 接收数据其实和发送数据差不多，只不过要把接收到的数据一位一位拼装成一字节数据，看代码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，再在最低位接受当前位SCL=0;delay();return k;f.应答g.如此循环，直到数据一个字一个字的发完h.发送终止信号 就是SCL在高电平的时候SDA由低电平变成高电平void stop()/停止信号SDA=0;delay();SCL=1;delay();SDA=1;delay();以上就是整个数据传输的过程了 为了更好的掌握I2C总线我在此放两个例子，一个是书上（郭天祥的，你们懂的）EPROM存储定时时间的例子，还有就是用PCF8591进行D/A转换的例子。1.EPROM存储定时时间/JP10（P0）接JP12/我发现数据手册（电路图pdf）上错了 SCL连的是P21 而SDA连的P20/程序功能：在数码管上显示数字，每隔1s增加1/ 但是每次复位或者掉电程序都会把当前数值存储到AT24C02中，并在下次启动时读取#include <reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intbit write=0;/写24c02的标志sbit SCL=P21; /串行时钟输入端sbit SDA=P20; /串行数据输入端sbit LS138A=P22;/138译码器的3位 控制数码管的 sbit LS138B=P23;sbit LS138C=P24;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/数显管字模uchar second,tempt;/second用来计秒数 ，tempt用来临时存放0.05s的次数 满20即1s写入void delay()/延时4-5个微秒;void delay_1ms(uint z)uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);void start()/起始信号SDA=1;delay();SCL=1;delay();SDA=0;delay();void stop()/停止信号SDA=0;delay();SCL=1;delay();SDA=1;delay();void respons()/应答 相当于一个智能的延时函数uchar i;SCL=1;delay();while(SDA=1)&&(i<250)/没收到应答，我等!i+;/等了250次没收到就不管他了，就当他收到了-_- /其实没收到的话可以结束程序的SCL=0;delay();void init()/初始化SDA=1;delay();SCL=1;delay();void write_byte(uchar date)/写一字节数据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时sda能变化值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，再在最低位接受当前位SCL=0;delay();return k;void write_add(uchar address,uchar date)start();write_byte(0xa0);/10100000 前四位固定 接下来三位全部被接地了 所以都是0 最后一位是写 所以为低电平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=tablege;delay_1ms(5);P0=0xff;LS138A=1;/第二位LS138B=0;LS138C=0;P0=tableshi;delay_1ms(5);P0=0xff;void main()init();second=read_add(2);/读出保存的数据if(second>=100)second=0;TMOD=0x01;/定时器工作方式1ET0=1;EA=1;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TR0=1;/开始计时while(1)display(second/10,second%10);if(write=1)write=0;write_add(2,second);void t0() interrupt 1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;tempt+;if(tempt=20)tempt=0;second+;write=1;if(second=100)second=0;这是电路图为了更好的掌握I2C总线我在此放两个例子，一个是书上（郭天祥的，你们懂的）EPROM存储定时时间的例子，还有就是用PCF8591进行D/A转换的例子。1.EPROM存储定时时间/I2C总线很强大/程序功能：通过DA转换把输出电压逐渐增大，使加在上面的发光二级管慢慢变亮/ 到最亮后再变暗，如此循环#include <reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define PCF8591 0x90 /PCF8591 地址sbit SCL=P21; /串行时钟输入端sbit SDA=P20; /串行数据输入端void delay()/延时4-5个微秒;void delay_1ms(uint z)uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);void start()/开始信号SDA=1;delay();SCL=1;delay();SDA=0;delay();void stop()/停止信号SDA=0;delay();SCL=1;delay();SDA=1;delay();void respons()/应答 相当于一个智能的延时函数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)/写一字节数据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时sda能变化值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 接下来三位全部被接地了 所以都是0 最后一位是写 所以为低电平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;
