51单片机模拟I2C总线的数据传送.doc

51单片机模拟I2C总线的数据传送学习交流QQ群126500542（验证信息：千寻琥珀心）本文主要介绍I2C总线的数据传送、数据传输的协议以及传输的格式并对单片机与I2C总线的接口予以说明，并给出单片机口模拟I2C主机的时序，其实时序一看懂了，程序也就出来了。汇编和C.在将单片机模拟I2C之前，先来了解一下I2C。I2c总线是由一根数据线SDA和一根时钟线SCL组成，他们都是双向传输线，既可用于发送也可用于接收。一般总线挂接在主器件上时处于备用状态即处于空闲状态，要求I2C总是显示为高电平，故需要在电路中对这两总线加上拉电阻。将其拉为高电平，只用当需要关闭I2C总线时，SCL线才会变为低电平。在I2C总线上，SDA是数据线，SCL为时钟线，注意每传送一位数据，都要有一个对应的SCL线上的脉冲信号。即SDA和SCL是一一对应的，总线又规定，在传送数据的时候，SCL为高电平时要求SDA线上的数据稳定。也就是说当SCL为高电平时,不允许SDA线上的数据发生变化。当SCL线为低电平时，才允许SDA线上的数据发生变化。注意数据传送时，先传送最高位，好I2C总线上的数据信号基本上就这样了，简单的说了一下，下面我们就来看看其他几个信号。起始信号、停止信号、应答信号和非应答信号。起始信号顾名思义，即为发送数据的开始，停止信号即为发送数据的结束。应答信号，由于i2c总线是双总线，数据线只有SDA，所以总线规定，要求每发送完一个字节的数据，就得产生一个应答信号，但需要注意的是，这里的应答信号不是有从机产生的，而是像起始信号和停止信号一样是由主机产生的。发送设备在应答时钟脉冲高电平期间释放SDA线（高电平），转由接收器控制。接收设备在这个时钟内必须将SDA拉为低电平，以产生有效地应答信号。下面将给出时序图。（简言之就是有主机控制的SDA线转由从机控制，以相应主机数据已成功发送）但是如果从机不能接收下一个字节，（注意此处是下一个字节，说明上一字节已经接收完成并产生应答）比如正在处理一个外部中断，则可以先把SCL线拉低，是主机处于等待状态。当从机准备好时，即中断处理完成时再释放SCL线，是数据传送继续进行。但是当数据传送完但是没有产生应答信号时，如一个从机正在处理一个实时时间，不能接受（或不能产生应答信号时），从机必须使SDA线保持高电平，此时主机产生一个信号，即为非应答信号，是传送异常结束。但是当主机作为接收器时，主机对最后一个字节不予应答（非应答信号），以向从机之处数据传送结束，从机释放SDA线使其变为高电平，使主机产生一个结束信号。晕，感觉上面写的看着挺乏的，没办法，美工不好，又不是写小说。只以作为一个参考资料罢了。当然主要是为我自己服务。以后用着稍微方便点。虽然不敢说方便。也可稍微加深了一下对I2C的理解与记忆。何乐而不为。好，下面我们来看看I2C总西安的传输协议。传输协议吗，一样，顾名思义，任何一事物他都有自己内在的规律，只有理解了这种规律和他们相处才会更融洽些，而不会陌生的很尴尬。在上面我们已经对I2C总线的传输协议小坐了一点介绍，下面我们继续接着，当主机发送一个起始信号后，接着他就得发送数据了，发送的第一个字节数据位寻址字节，此字节决定了选取从机中的哪一个从机，相当于片选信号，在这8位字节中，其中高7位为从机地址，最后一位为读写方向控制位，何为读写方向，简言之就是控制主机是读信息还是写信息，当此位为0时，主机写，当此位为1时，主机读。好，我们还是看看他的高7位吧，当主机发送一个寻址自节后，系统中的每个从机都会将从7位数据与自己的地址进行比较，若相同则从机会应答主机寻址。在这7位数据中，高四位为固有地址，我们是不能对其进行操作编程的，但是后三位是可操作，可编程的。所以可以设置这三位来选择哪个从机被主机选中，这三位的排列方式有23=8种，故总线上可挂接8个I2C器件。对于主控器件也就是主机的读写操作，这里就不做介绍了，您可以根据上述的起始信号、应答信号、非应答信号、停止信号7个位和R/W自行思考（注意每发送完一个字节都要有一个应答位，在发送完寻址字节之后，就是发送数据了，数据为8位。之后也要寻址信号，如果之后不发送数据了，可以直接一停止信号结束，但是如果还想发送或者改变发送方向，可以重新一个起始信号，然后在寻址通过改变R/W来改变传送方向。）再次指出的是如果主机作为接收器件即读取从机的信息，最后一个字节，主机不发送应答信号即发送非应答信号，以向从机说明接收完毕，让从机停止发送。哎，要命啊，没办法，人家规定的，线少了，规矩也就多了。综上部分描述，以下是别人给出的结论无论总线处于何种方式，起始信号、终止信号和寻址字节均由主控器件发送和被控器件接收。寻址字节中7位地址为器件地址，即被寻址的被控器件的固有地址，R/W方向由于指定SDA线上数据传送的方向，R/W=0为主控器件写被控器件收，R/W=1为主控器件收被控器件写。总线上传输的每个字节后必须跟一个应答或非应答。感觉上面总结的比较好，几句就概括了我写的大部分内容。可是这几句，呵呵，就这几句，呵呵，几乎没多少用，就像，有钱花不出去一样，不过，没事，留着，总有会用到的。好，下面我们就来看看各个信号的时序，并给出相应的程序起始信号：根据上面的时序直接写程序就行了，从SDA开始，假设使用12MHZ晶振，则每个机器周期为1us。则程序如下(一下程序也按此)STA：SETBSDASETB SCL/SDA起始条件建立为大于4.7USNOPNOPNOPNOPNOPCLRSDA/按时序图拉低NOPNOPNOPNOPNOP/SCL在SDA拉低时延时大于4USCLRSCLRETC程序Void i2c_start()SDA=1;SCL=1;NOP;/此处的NOP将会在最后给出宏定义SDA=0;NOP;SCL=0;停止信号：汇编：STOP:CLR SDASETB SCLNOPNOPNOPNOPNOPSETB SDANOPNOPNOPNOPNOPCLR SDACLR SCLRETC语言Void i2c_stop()SDA=0;SCL=1;NOP;SDA=1;NOP;SDA=0;SCL=0;应答信号：汇编YINGDA:CLR SDASETB SCLNOPNOPNOPNOPNOPCLR SCLSETB SDARETC语言：Void i2c_yingda()SDA=0;SCL=1;NOP;SCL=0;SDA=1非应发信号：汇编：FEI:SETB SDASETB SCLNOPNOPNOPNOPNOPCLR SCLCLR SDAC语言：Void i2c_fei()SDA=1;SCL=1;NOP;SCL=0;SDA=0;好，本文到此也就告一段落了，置于下面的发送接收单个字节，发送接收多个字节，以及应答位检测的问题，在这里就不在将程序贴出了，感兴趣的话，可以百度一下，其实上述的时序知道怎么写了，下面的就好做了，就当作为一个作业留给你们了。嘻嘻。如果还有疑问的话，可加上面的QQ群进行讨论。最后我将上面的C语言及汇编时的端口定义一下。当然这只对需要的人的。SCL BIT 80H.0(