基于單片機(jī)的I2C的讀寫操作實(shí)驗(yàn)

[實(shí)驗(yàn)任務(wù)]
利用24C08斷電以后存儲的數(shù)據(jù)不消失的特點(diǎn)，可以做一個(gè)斷電保護(hù)裝置。首先利用單片機(jī)做一個(gè)0－99秒的自動(dòng)計(jì)時(shí)器。然后隨機(jī)關(guān)斷電源，在 通電以后計(jì)時(shí)器接著斷電前的狀態(tài)繼續(xù)計(jì)時(shí)。

[實(shí)驗(yàn)原理]
首先簡單的說明以下I2C總線，I2C總線是一種串行數(shù)據(jù)總線，只有二根信號線，一根是雙向的數(shù)據(jù)線SDA，另一根是時(shí)鐘線SCL。在 I2C總線上傳送的一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)由八位組成?？偩€對每次傳送的字節(jié)數(shù)沒有限制，但每個(gè)字節(jié)后必須跟一位應(yīng)答位。數(shù)據(jù)傳送首先傳送最高位(MSB)，數(shù)據(jù)傳送按圖1所示格式進(jìn)行。首先由主機(jī)發(fā)出啟動(dòng)信號“S”(SDA在SCL高電平期間由高電平跳變?yōu)榈碗娖?，然后由主機(jī)發(fā)送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。啟動(dòng)信號后的第一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)具有特殊含義：高七位是從機(jī)的地址，第八位是傳送方向位，0表示主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)(寫)，1表示主機(jī)接收數(shù)據(jù)(讀)。被尋址到的從機(jī)設(shè)備按傳送方向位設(shè)置為對應(yīng)工作方式。標(biāo)準(zhǔn)I2C總線的設(shè)備都有一個(gè)七位地址，所有連接在I2C總線上的設(shè)備都接收啟動(dòng)信號后的第一個(gè)字節(jié)，并將接收到的地址與自己的地址進(jìn)行比較，如果地址相符則為主機(jī)要尋訪的從機(jī)，應(yīng)在第九位答時(shí)鐘脈沖時(shí)向SDA線送出低電平作為應(yīng)答。除了第一字節(jié)是通用呼叫地址或十位從機(jī)地址之外第二字節(jié)開始即數(shù)據(jù)字節(jié)。數(shù)據(jù)傳送完畢，由主機(jī)發(fā)出停止信號“P”(SDA在SCL高電平期間由低電平跳變?yōu)楦唠娖?。
　 AT24C系列串行E2PROM具有I2C總線接口功能，功耗小，寬電源電壓(根據(jù)不同型號2.5V～6.0V)，工作電流約為3mA，靜態(tài)電流隨電源電壓不同為30μA～110μA，AT24C系列串行E2PROM參數(shù)如下
型　號 容　量 器件尋址字節(jié)(8位) 一次裝載字節(jié)數(shù)
AT24C01 128×8 1010A2A1A0 R/W 4
AT24C02 256×8 1010A2A1A0 R/W 8
AT24C04 512×8 1010A2A1P0 R/W 16
AT24C08 1024×8 1010A2P1P0 R/W 16
AT24C16 2048×8 1010P2P1P0 R/W 16
　　由于I2C總線可掛接多個(gè)串行接口器件，在I2C總線中每個(gè)器件應(yīng)有唯一的器件地址，按I2C總線規(guī)則，器件地址為7位數(shù)據(jù)(即一個(gè)I2C總線系統(tǒng)中理論上可掛接128個(gè)不同地址的器件)，它和1位數(shù)據(jù)方向位構(gòu)成一個(gè)器件尋址字節(jié)，最低位D0為方向位(讀/寫)。器件尋址字節(jié)中的最高4位(D7～D4)為器件型號地址，不同的I2C總線接口器件的型號地址是廠家給定的，如AT24C系列E2PROM的型號地址皆為1010，器件地址中的低3位為引腳地址A2 A1 A0，對應(yīng)器件尋址字節(jié)中的D3、D2、D1位，在硬件設(shè)計(jì)時(shí)由連接的引腳電平給定。
　　對AT24C系列 E2PROM的讀寫操作完全遵守I2C總線的主收從發(fā)和主發(fā)從收的規(guī)則。

[C語言源程序]
#include AT89X52.H>
#include stdio.h>
#include absacc.h>
unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,};
unsigned char sec; //定義計(jì)數(shù)值，每過1秒，sec加1
unsigned int tcnt; //定時(shí)中斷次數(shù)
bit write=0; //寫24C08的標(biāo)志；
sbit gewei=P2^0; //個(gè)位選通定義
sbit shiwei=P2^1; //十位選通定義
/////////24C08讀寫驅(qū)動(dòng)程序////////////////////
sbit scl=P3^4; // 24c08 SCL
sbit sda=P3^5; // 24c08 SDA
void delay1(unsigned char x)
{ unsigned int i;
for(i=0;ix;i++);
;}
void flash()
{ ; ; }
void x24c08_init() //24c08初始化子程序
{scl=1; flash(); sda=1; flash();}
void start() //啟動(dòng)I2C總線
{sda=1; flash(); scl=1; flash(); sda=0; flash(); scl=0; flash();}
void stop() //停止I2C總線
{sda=0; flash(); scl=1; flash(); sda=1; flash();}
void writex(unsigned char j) //寫一個(gè)字節(jié)
{ unsigned char i,temp;
temp=j;
for (i=0;i8;i++)
{temp=temp1; scl=0; flash(); sda=CY; flash(); scl=1; flash();}
scl=0; flash(); sda=1; flash();
}
unsigned char readx() //讀一個(gè)字節(jié)
{
unsigned char i,j,k=0;
scl=0; flash(); sda=1;
for (i=0;i8;i++)
{
flash(); scl=1; flash();
if (sda==1) j=1;
else j=0;
k=(k1)|j;
scl=0;}
flash(); return(k);
}
void clock() // I2C總線時(shí)鐘
{
unsigned char i=0;
scl=1; flash();
while ((sda==1)(i255))i++;
scl=0; flash();
}
////////從24c02的地址address中讀取一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)/////
unsigned char x24c08_read(unsigned char address)
{
unsigned char i;
start(); writex(0xa0);
clock(); writex(address);
clock(); start();
writex(0xa1); clock();
i=readx(); stop();
delay1(10);
return(i);
}
//////向24c02的address地址中寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)info/////
void x24c08_write(unsigned char address,unsigned char info)
{
EA=0;
start(); writex(0xa0);
clock(); writex(address);
clock(); writex(info);
clock(); stop();
EA=1;
delay1(50);
}
/////////////24C08讀寫驅(qū)動(dòng)程序完/////////////////////
void Delay(unsigned int tc) //延時(shí)程序
{
while( tc != 0 )
{unsigned int i;
for(i=0; i100; i++);
tc--;}
}
void LED() //LED顯示函數(shù)
{
shiwei=0; P0=table[sec/10]; Delay(8); shiwei=1;
gewei=0; P0=table[sec%10]; Delay(5); gewei=1;
}
void t0(void) interrupt 1 using 0 //定時(shí)中斷服務(wù)函數(shù)
{
TH0=(65536-50000)/256; //對TH0 TL0賦值
TL0=(65536-50000)%256; //重裝計(jì)數(shù)初值
tcnt++; //每過250ust tcnt加一
if(tcnt==20) //計(jì)滿20次（1秒）時(shí)
{
tcnt=0; //重新再計(jì)
sec++;
write=1; //1秒寫一次24C08
if(sec==100) //定時(shí)100秒，在從零開始計(jì)時(shí)
{sec=0;}
}
}
void main(void)
{
TMOD=0x01; //定時(shí)器工作在方式1
ET0=1; EA=1;
x24c08_init(); //初始化24C08
sec=x24c08_read(2);//讀出保存的數(shù)據(jù)賦于sec
TH0=(65536-50000)/256; //對TH0 TL0賦值
TL0=(65536-50000)%256; //使定時(shí)器0.05秒中斷一次
TR0=1; //開始計(jì)時(shí)
while(1)
{
LED();
if(write==1) //判斷計(jì)時(shí)器是否計(jì)時(shí)一秒
{
write=0; //清零
x24c08_write(2,sec); //在24c08的地址2中寫入數(shù)據(jù)sec
}
}
}

[硬件電路圖]