I2C總線在單片機(jī)上的實(shí)現(xiàn)

圖5是一個(gè)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。它用8XC752單片機(jī)的PWM輸出經(jīng)放大后來驅(qū)動電機(jī)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速由測速機(jī)測取并直接送到8XC752片內(nèi)的A/D電路。處理后的有關(guān)信息經(jīng)I2C總線送到LCD驅(qū)動芯片PCF8577以驅(qū)動64段LCD顯示板。

3.2 通用I/O端口作為I2C總線接口

目前，51、96系列的單片機(jī)應(yīng)用很廣，但是由于它們都沒有I2C總線接口，從而限制了在這些系統(tǒng)中使用具有I2C總線接口的器件。通過對I2C總線時(shí)序的分析，可以用51單片機(jī)的兩根I/O線來實(shí)現(xiàn)I2C總線的功能。接I2C總線規(guī)定：SCL線和SDA線是各設(shè)備對應(yīng)輸出狀態(tài)相“與”的結(jié)果，任一設(shè)備都可以用輸出低電平的方法來延長SCL的低電平時(shí)間，以迫使高速設(shè)備進(jìn)入等待狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)不同速度設(shè)備間的時(shí)鐘同步。因此，即使時(shí)鐘脈沖的高、低電平時(shí)間長短不一，也能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳送，可以用軟件控制I/O口做I2C接口。下面就是用GMS97C2051的通用I/O口來作為I2C總線接口，并由軟件控制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的例子，圖6為其連線圖。

在單主控器的系統(tǒng)中，時(shí)鐘線僅由主控器驅(qū)動，因此可以用51系列的一根I/O線作為SCL的信號線，將其設(shè)備為輸出方式，并由軟件控制來產(chǎn)生串行時(shí)鐘信號。在實(shí)際系統(tǒng)中使用了P1.3。另一根I/O線P1.2作為I2C總線的串行數(shù)據(jù)線，可在軟件控制下在時(shí)鐘的低電平期間讀取或輸出數(shù)據(jù)。系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的過程如下：先由單片機(jī)發(fā)出一個(gè)啟始數(shù)據(jù)信號，接著送出要訪問器件的7位地址數(shù)據(jù)，并等待被控器件的應(yīng)答信號。當(dāng)收以應(yīng)答信號后，根據(jù)訪問要求進(jìn)行相應(yīng)的操作。如果是讀入數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)線可一直設(shè)為輸入方式，中間不需要改變SDA線的工作方式，每讀入一個(gè)字節(jié)均應(yīng)依次檢測應(yīng)答信號；如果是輸出數(shù)據(jù)，則首先將SDA設(shè)置為輸出方式，當(dāng)發(fā)送完一個(gè)字節(jié)后，需要改變SDA線為輸入方式，此時(shí)讀入被控器件的應(yīng)答信號就完成了一個(gè)字節(jié)的傳送。當(dāng)所有數(shù)據(jù)傳輸完畢后，應(yīng)向SDA發(fā)出一個(gè)停止信號，以結(jié)束該次數(shù)據(jù)傳輸。

下面給出51系列用匯編語言實(shí)現(xiàn)啟始、停止、讀、寫、應(yīng)答的程序，讀者也可以根據(jù)I2C總線時(shí)序在96系列或其它單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)I2C總線接口。

a.啟動位程序

ACK：CLR P1.3

NOP

NOP

SETB P1.2

NOP

NOP

NOP

CPL P1.3 ；P1.3=1

NOP

NOP

NOP

DENGDAI：JB P1.2，DENGDAI

RET

b.讀數(shù)據(jù)程序

讀字節(jié)可以在當(dāng)前地址讀（CURRENT READ），也可以隨機(jī)讀（RANDOM READ），讀出數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)后不用加應(yīng)答信號。

READ：PUSH 0EH

CLR P1.4

LCALL BSTART ；START

MOV A，#0A0H ；SEND THE CNOTROL BYTE

LCALL SENDBYTE

LCALL ACK

MOV A，R1 ；SEND THE ADDRESS

LCALL SENDBYTE

LCALL ACK

LCALL BSTART ；START