I2C总线入门(PCF8591T和AT24C02的使用) -

标题: I2C总线入门(PCF8591T和AT24C02的使用) [打印本页]

作者: piaolin 时间: 2015-10-29 17:43
标题: I2C总线入门(PCF8591T和AT24C02的使用)
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。

[cpp] view plaincopyprint?

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

delay（）为延时函数

[cpp] view plaincopyprint?

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）

[cpp] view plaincopyprint?

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

[cpp] view plaincopyprint?

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

[cpp] view plaincopyprint?

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();
}

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。

[cpp] view plaincopyprint?

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~

[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

[cpp] view plaincopyprint?

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

[cpp] view plaincopyprint?

//JP10（P0）接JP12
//我发现数据手册（电路图pdf）上错了 SCL连的是P2^1 而SDA连的P2^0
//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 int
bit write=0; //写24c02的标志
sbit SCL=P2^1; //串行时钟输入端
sbit SDA=P2^0; //串行数据输入端
sbit LS138A=P2^2;//138译码器的3位控制数码管的
sbit LS138B=P2^3;
sbit LS138C=P2^4;
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=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); //读出保存的数据
if(second>=100)
second=0;
TMOD=0x01; //定时器工作方式1
ET0=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 1
{
TH0=(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

2.DA转换

[cpp] view plaincopyprint?

//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=P2^1; //串行时钟输入端
sbit SDA=P2^0; //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;
}
}

作者: 腾飞的龙 时间: 2015-10-29 22:58
高手啊学习分享学习啦

作者: 公子墨 时间: 2017-7-3 09:45
楼主，感谢分享，我的板子没有时钟输入端，只有数据输入端，数据输出端，Gnd，关于数模转换的那个怎么弄

作者: chaoself 时间: 2018-1-26 22:12
高手啊学习分享学习啦

作者: INSIST 时间: 2018-3-20 20:21
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(); }

作者: INSIST 时间: 2018-3-20 20:22
可以在详细说一下，是怎样说一字节的数据吗

作者: QQ572008555 时间: 2020-2-18 23:00
我目前看了一半不过大体上都看懂了后面的还没看懂不过具体等实战

欢迎光临 (http://www.51hei.com/bbs/)