MCS－51單片機(jī)與二線制串行E2PROM的接口方法

二線制串行E2PROM是一種非易失存儲(chǔ)器，以其體積小、功耗低、操作靈活、性價(jià)比高、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中非易失存儲(chǔ)器的理想選擇。但二線制串行E2PROM的操作采用I2C總線協(xié)議，而MCS－51系列單片機(jī)沒(méi)有I2C接口，我們?cè)谘兄?ldquo;GLM－500測(cè)濕儀”時(shí)，利用MCS－51單片機(jī)的兩條I／O線，通過(guò)軟件產(chǎn)生I2C總線所要求的操作時(shí)序，可方便地實(shí)現(xiàn)MCS－51對(duì)二線制串行E2PROM的讀寫(xiě)操作。

1　二線制串行E2PROM的引腳功能及基本操作時(shí)序

圖1是二線制串行E2PROM 24C01／02／04／08／16的引腳排列圖。

僅SCL和SDA端為基本的總線操作端；SCL是串行時(shí)鐘輸入端；SDA是串行數(shù)據(jù)輸入／輸出端；漏極開(kāi)路輸出需接上拉電阻到VDD；WP是寫(xiě)保護(hù)端，接高電平時(shí)，只能讀出，禁止寫(xiě)入；A0、A1、A2是片選端，對(duì)于24C01／02／04／08／16，內(nèi)部無(wú)連接，可接至VSS。

I2C總線協(xié)議運(yùn)用主／從雙向通訊。發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上的器件定義為發(fā)送器，接收數(shù)據(jù)的器件定義為接收器。主器件和從器件都可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)，但總線必須由主器件（通常為微處理器）控制，主器件產(chǎn)生串行時(shí)鐘（SCL），控制總線上數(shù)據(jù)傳送的方向，并產(chǎn)生開(kāi)始和停止信號(hào)。

總線從主器件產(chǎn)生開(kāi)始條件后到產(chǎn)生停止條件期間有效，微處理器對(duì)串行E2PROM的讀寫(xiě)操作在開(kāi)始位控制下開(kāi)始，在停止位控制下結(jié)束。

當(dāng)SCL和SDA均為高電平時(shí)，定義為總線空閑狀態(tài)，數(shù)據(jù)的傳送必須在總線空閑時(shí)才能開(kāi)始。當(dāng)SCL為高電平時(shí)，SDA由高到低的變化為傳送數(shù)據(jù)的開(kāi)始位；而當(dāng)SCL為高電平時(shí)，SDA由低到高的變化為停止位。在開(kāi)始條件以后，SDA上數(shù)據(jù)的改變必須在SCL為低電平期間進(jìn)行，在SCL為高電平期間， SDA必須保持穩(wěn)定。每傳送一位數(shù)據(jù)，主器件必須發(fā)出一個(gè)時(shí)鐘脈沖。開(kāi)始與停止條件如圖2所示。

一次讀操作讀出的字節(jié)數(shù)由主器件決定，沒(méi)有限制，多到一次可以讀出整個(gè)存儲(chǔ)器的內(nèi)容；而對(duì)于寫(xiě)操作，一次最多可以寫(xiě)入一個(gè)頁(yè)面的字節(jié)數(shù)，如果超過(guò)了節(jié)），則前面接收到的數(shù)據(jù)將被覆蓋。

數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，每接收一個(gè)數(shù)據(jù)，接收器必須產(chǎn)生一個(gè)低電平的確認(rèn)信號(hào)，主器件必須產(chǎn)生一個(gè)與此確認(rèn)位相應(yīng)的時(shí)鐘脈沖。

開(kāi)始位以后，主器件需送出8位的控制字節(jié)，其格式請(qǐng)參考有關(guān)的文獻(xiàn)。

2　接口方法

MCS－51系列單片機(jī)由于沒(méi)有I2C總線接口，可利用兩條I／O線P1．0和P1．1分別連至串行E2PROM的SCL和SDA端，通過(guò)軟件產(chǎn)生E2PROM所要求的讀寫(xiě)時(shí)序，MCS－51系列單片機(jī)與24C04的硬件連接如圖3所示。

3　讀寫(xiě)程序

MCS－51系列單片機(jī)對(duì)二線制串行E2PROM讀寫(xiě)時(shí)，必須產(chǎn)生開(kāi)始位，發(fā)送控制字節(jié)，控制數(shù)據(jù)傳送，產(chǎn)生停止位。按照?qǐng)D3的連接，MCS－51系列單片機(jī)對(duì)24C04的讀寫(xiě)程序如下：

①字節(jié)讀子程序

入口條件：R0中存放塊內(nèi)寫(xiě)入單元的地址；R1中存放待寫(xiě)入的數(shù)據(jù)；R2中存放控制字節(jié)。
BYWR：SETBP1．0　　；產(chǎn)生開(kāi)始位
CLRP1．1
CLRP1．0
MOV A，R2　　；發(fā)送控制字節(jié)
LCALLSBWR
SETBP1．1
SETBP1．0
NOP
JBP1．1，BYWR
　；判有無(wú)確認(rèn)信號(hào)，接收器沒(méi)確認(rèn)重新開(kāi)始
CLRP1．0
MOV A，R0　??；發(fā)送塊內(nèi)寫(xiě)入字節(jié)地址
LCALLSBWR
SETBP1．1
SETBP1．0
JBP1．1，$　??；判確認(rèn)信號(hào)
CLRP1．0
MOV A，R1　??；發(fā)送寫(xiě)入數(shù)據(jù)
LCALLSBWR
SETBP1．1
SETBP1．0
JBP1．1，$　??；判確認(rèn)信號(hào)
CLRP1．0
CLRP1．1　?。划a(chǎn)生停止位
SETBP1．0
SETBP1．1
CLRP1．0
　 　RET

②字節(jié)寫(xiě)子程序

入口條件：R0中存放塊內(nèi)讀出字節(jié)的地址；R2中存放控制字節(jié)，其最低位為0。

返回結(jié)果：讀出的數(shù)據(jù)存于R1中。
BYRD：SETBP1．0　?。划a(chǎn)生開(kāi)始位
CLR P1．1
CLR P1．0
MOV A，R2　?。话l(fā)送控制字節(jié)
LCALLSBWR
SETBP1．1
SETBP1．0
NOP
JBP1．1,BYRD
　??；判確認(rèn)信號(hào)，接收器未確認(rèn)重新開(kāi)始
CLR P1．0
MOV A，R0　?。话l(fā)送塊內(nèi)讀出字節(jié)地址
LCALLSBWR
SETBP1．1
SETBP1．0
nbs