IIC總線協(xié)議及ADCPCF8951

1、I2C串行總線的組成及工作原理串行總線的組成及工作原理結(jié)合結(jié)合AD/DA芯片芯片PCF8591與與AT24C02I2C串行總線的組成及工作原理串行總線的組成及工作原理 采用串行總線技術(shù)可以使系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化、系統(tǒng)采用串行總線技術(shù)可以使系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化、系統(tǒng)的體積減小、可靠性提高。同時(shí)，系統(tǒng)的更改和擴(kuò)充極為容的體積減小、可靠性提高。同時(shí)，系統(tǒng)的更改和擴(kuò)充極為容易。易。 常用的串行擴(kuò)展總線有：常用的串行擴(kuò)展總線有： I2C （Inter IC BUS）總線，）總線， 如如PCF8591，AT24C02單總線單總線（1WIRE BUS）, 如溫度傳感器如溫度傳感器18B20SPI（Ser

2、ial Peripheral Interface）總線）總線, 如串行口如串行口Microwire/PLUS等。等。 本課僅討論本課僅討論I2C串行總線。串行總線。I2C串行總線概述串行總線概述 I2C總線是總線是PHLIPS公司推出的一種串行總線，是具備多公司推出的一種串行總線，是具備多主機(jī)系統(tǒng)所需的包括總線裁決和高低速器件同步功能的高主機(jī)系統(tǒng)所需的包括總線裁決和高低速器件同步功能的高性能串行總線。性能串行總線。 I2C總線只有兩根雙向信號(hào)線。一根是數(shù)據(jù)線總線只有兩根雙向信號(hào)線。一根是數(shù)據(jù)線SDA，另，另一根是時(shí)鐘線一根是時(shí)鐘線SCL。 I2C總線通過上拉電阻接正電源。當(dāng)總線通過上拉電阻接正

3、電源。當(dāng)總線空閑總線空閑時(shí)，兩根線均時(shí)，兩根線均為為高電平高電平。連到總線上的任一器件輸出的低電平，都將使總。連到總線上的任一器件輸出的低電平，都將使總線的信號(hào)變低，即各器件的線的信號(hào)變低，即各器件的SDA及及SCL都是線都是線“與與”關(guān)系關(guān)系。 每個(gè)接到每個(gè)接到I2C總線上的器件都有唯一的地址?？偩€上的器件都有唯一的地址。主機(jī)與其它器件間的數(shù)據(jù)傳送可以是由主機(jī)發(fā)送主機(jī)與其它器件間的數(shù)據(jù)傳送可以是由主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)到其它器件，這時(shí)主機(jī)即為發(fā)送器。由總線數(shù)據(jù)到其它器件，這時(shí)主機(jī)即為發(fā)送器。由總線上接收數(shù)據(jù)的器件則為接收器上接收數(shù)據(jù)的器件則為接收器。 在多主機(jī)系統(tǒng)中，可能同時(shí)有幾個(gè)主機(jī)企圖啟在多主機(jī)系

4、統(tǒng)中，可能同時(shí)有幾個(gè)主機(jī)企圖啟動(dòng)總線傳送數(shù)據(jù)。為了避免混亂，動(dòng)總線傳送數(shù)據(jù)。為了避免混亂， I2C總線要通總線要通過總線仲裁，以決定由哪一臺(tái)主機(jī)控制總線。過總線仲裁，以決定由哪一臺(tái)主機(jī)控制總線。 在在80C51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的串行總線擴(kuò)展中，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的串行總線擴(kuò)展中，我們經(jīng)常遇到的是以我們經(jīng)常遇到的是以80C51單片機(jī)為主機(jī)，其它單片機(jī)為主機(jī)，其它接口器件為從機(jī)的單主機(jī)情況。接口器件為從機(jī)的單主機(jī)情況。 一、數(shù)據(jù)位的有效性規(guī)定一、數(shù)據(jù)位的有效性規(guī)定 I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)為時(shí)鐘信號(hào)為高電平期間高電平期間，數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定

5、，只有在，只有在時(shí)鐘線上的信號(hào)為時(shí)鐘線上的信號(hào)為低電低電平期間平期間，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化允許變化。8.1.2 8.1.2 I2C總線的數(shù)據(jù)傳送總線的數(shù)據(jù)傳送二、起始和終止信號(hào)二、起始和終止信號(hào) SCL線為高電平期間，線為高電平期間，SDA線由高電平向低電線由高電平向低電平的變化表示起始信號(hào)；平的變化表示起始信號(hào)；SCL線為高電平期間，線為高電平期間，SDA線由低電平向高電平的變化表示終止信號(hào)。線由低電平向高電平的變化表示終止信號(hào)。 起始和終止信號(hào)都是由主機(jī)發(fā)出的，起始和終止信號(hào)都是由主機(jī)發(fā)出的，在起始信號(hào)產(chǎn)生后，在起始信號(hào)產(chǎn)生后，總線就處于被

6、占用的狀態(tài)總線就處于被占用的狀態(tài)；在終止信號(hào)產(chǎn)生后，總線就處在終止信號(hào)產(chǎn)生后，總線就處于空閑狀態(tài)于空閑狀態(tài)。 連接到連接到I2C總線上的器件，若具有總線上的器件，若具有I2C總線的硬件接口，則總線的硬件接口，則很容易檢測(cè)到起始和終止信號(hào)。很容易檢測(cè)到起始和終止信號(hào)。 接收器件收到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)后，有可能需要完成接收器件收到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)后，有可能需要完成一些其它工作，如處理內(nèi)部中斷服務(wù)等，可能無法立刻接收一些其它工作，如處理內(nèi)部中斷服務(wù)等，可能無法立刻接收下一個(gè)字節(jié)，這時(shí)下一個(gè)字節(jié)，這時(shí)接收器件可以將接收器件可以將SCL線拉成低電平，從而線拉成低電平，從而使主機(jī)處于等待狀態(tài)使主機(jī)處于等

7、待狀態(tài)。直到接收器件準(zhǔn)備好接收下一個(gè)字節(jié)。直到接收器件準(zhǔn)備好接收下一個(gè)字節(jié)時(shí)，再釋放時(shí)，再釋放SCL線使之為高電平，從而使數(shù)據(jù)傳送可以繼續(xù)線使之為高電平，從而使數(shù)據(jù)傳送可以繼續(xù)進(jìn)行。進(jìn)行。 三、數(shù)據(jù)傳送格式三、數(shù)據(jù)傳送格式（1）字節(jié)傳送與應(yīng)答）字節(jié)傳送與應(yīng)答 每一個(gè)字節(jié)必須保證是每一個(gè)字節(jié)必須保證是8位長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)傳送時(shí)，先傳位長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)傳送時(shí)，先傳送最高位（送最高位（MSB），每一個(gè)被傳送的字節(jié)后面都必須跟），每一個(gè)被傳送的字節(jié)后面都必須跟隨一位應(yīng)答位（即一幀共有隨一位應(yīng)答位（即一幀共有9位）。位）。 由于某種原因從機(jī)不對(duì)主機(jī)尋址信號(hào)應(yīng)答時(shí)（如從機(jī)由于某種原因從機(jī)不對(duì)主機(jī)尋址信號(hào)應(yīng)答時(shí)（如從機(jī)

8、正在進(jìn)行實(shí)時(shí)性的處理工作而無法接收總線上的數(shù)據(jù)），正在進(jìn)行實(shí)時(shí)性的處理工作而無法接收總線上的數(shù)據(jù)），它必須將數(shù)據(jù)線置于高電平，而由主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)終止信號(hào)它必須將數(shù)據(jù)線置于高電平，而由主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)終止信號(hào)以結(jié)束總線的數(shù)據(jù)傳送。以結(jié)束總線的數(shù)據(jù)傳送。 如果從機(jī)對(duì)主機(jī)進(jìn)行了應(yīng)答，但在數(shù)據(jù)傳送一段時(shí)間后如果從機(jī)對(duì)主機(jī)進(jìn)行了應(yīng)答，但在數(shù)據(jù)傳送一段時(shí)間后無法繼續(xù)接收更多的數(shù)據(jù)時(shí)，從機(jī)可以通過對(duì)無法接收的無法繼續(xù)接收更多的數(shù)據(jù)時(shí)，從機(jī)可以通過對(duì)無法接收的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的“非應(yīng)答非應(yīng)答”通知主機(jī)，主機(jī)則應(yīng)發(fā)出終通知主機(jī)，主機(jī)則應(yīng)發(fā)出終止信號(hào)以結(jié)束數(shù)據(jù)的繼續(xù)傳送。止信號(hào)以結(jié)束數(shù)據(jù)的繼續(xù)傳送。 當(dāng)主

9、機(jī)接收數(shù)據(jù)時(shí)，它收到最后一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，必須當(dāng)主機(jī)接收數(shù)據(jù)時(shí)，它收到最后一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，必須向從機(jī)發(fā)出一個(gè)結(jié)束傳送的信號(hào)。這個(gè)信號(hào)是由對(duì)從機(jī)的向從機(jī)發(fā)出一個(gè)結(jié)束傳送的信號(hào)。這個(gè)信號(hào)是由對(duì)從機(jī)的“非應(yīng)答非應(yīng)答”來實(shí)現(xiàn)的。然后，從機(jī)釋放來實(shí)現(xiàn)的。然后，從機(jī)釋放SDA線，以允許主線，以允許主機(jī)產(chǎn)生終止信號(hào)。機(jī)產(chǎn)生終止信號(hào)。（2）數(shù)據(jù)幀格式）數(shù)據(jù)幀格式 I2C總線上傳送的數(shù)據(jù)信號(hào)是廣義的，既包括地址總線上傳送的數(shù)據(jù)信號(hào)是廣義的，既包括地址信號(hào)，又包括真正的數(shù)據(jù)信號(hào)。信號(hào)，又包括真正的數(shù)據(jù)信號(hào)。 在總線的一次數(shù)據(jù)傳送過程中，可以有以下幾種在總線的一次數(shù)據(jù)傳送過程中，可以有以下幾種組合方式：組合方式： 在

10、起始信號(hào)后必須傳送一個(gè)從機(jī)的地址（在起始信號(hào)后必須傳送一個(gè)從機(jī)的地址（7位），位），第第8位是數(shù)據(jù)的傳送方向位（位是數(shù)據(jù)的傳送方向位（R/T），用），用“0”表示主表示主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)（機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)（T），），“1”表示主機(jī)接收數(shù)據(jù)（表示主機(jī)接收數(shù)據(jù)（R）。）。每次數(shù)據(jù)傳送總是由主機(jī)產(chǎn)生的終止信號(hào)結(jié)束。但每次數(shù)據(jù)傳送總是由主機(jī)產(chǎn)生的終止信號(hào)結(jié)束。但是，若主機(jī)希望繼續(xù)占用總線進(jìn)行新的數(shù)據(jù)傳送，是，若主機(jī)希望繼續(xù)占用總線進(jìn)行新的數(shù)據(jù)傳送，則可以不產(chǎn)生終止信號(hào)，馬上再次發(fā)出起始信號(hào)對(duì)則可以不產(chǎn)生終止信號(hào)，馬上再次發(fā)出起始信號(hào)對(duì)另一從機(jī)進(jìn)行尋址。另一從機(jī)進(jìn)行尋址。 a、主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送方向在整、

11、主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送方向在整個(gè)傳送過程中不變：個(gè)傳送過程中不變：注：有陰影部分表示數(shù)據(jù)由主機(jī)向從機(jī)傳送，無陰影部分則注：有陰影部分表示數(shù)據(jù)由主機(jī)向從機(jī)傳送，無陰影部分則表示數(shù)據(jù)由從機(jī)向主機(jī)傳送。表示數(shù)據(jù)由從機(jī)向主機(jī)傳送。 A表示應(yīng)答，表示應(yīng)答， A非表示非應(yīng)答（高電平）。非表示非應(yīng)答（高電平）。S表示起始信號(hào)，表示起始信號(hào)，P表示終止信號(hào)。表示終止信號(hào)。b、主機(jī)在第一個(gè)字節(jié)后，立即從從機(jī)讀數(shù)據(jù)、主機(jī)在第一個(gè)字節(jié)后，立即從從機(jī)讀數(shù)據(jù)c、在傳送過程中，當(dāng)需要改變傳送方向時(shí)，、在傳送過程中，當(dāng)需要改變傳送方向時(shí)，起始信號(hào)和從機(jī)地址都被重復(fù)產(chǎn)生一次，但起始信號(hào)和從機(jī)地址都被重復(fù)產(chǎn)生一次，但兩次

12、讀兩次讀/寫方向位正好反相。寫方向位正好反相。四、總線的尋址四、總線的尋址 I2C總線協(xié)議有明確的規(guī)定：采用總線協(xié)議有明確的規(guī)定：采用7位的尋址字位的尋址字節(jié)（尋址字節(jié)是起始信號(hào)后的第一個(gè)字節(jié)）。節(jié)（尋址字節(jié)是起始信號(hào)后的第一個(gè)字節(jié)）。 （1）尋址字節(jié)的位定義）尋址字節(jié)的位定義 D7D1位組成從機(jī)的地址。位組成從機(jī)的地址。D0位是數(shù)據(jù)位是數(shù)據(jù)傳送方向位，為傳送方向位，為“0”時(shí)表示主機(jī)向從機(jī)寫數(shù)時(shí)表示主機(jī)向從機(jī)寫數(shù)據(jù)，為據(jù)，為“1”時(shí)表示主機(jī)由從機(jī)讀數(shù)據(jù)。時(shí)表示主機(jī)由從機(jī)讀數(shù)據(jù)。主機(jī)發(fā)送地址主機(jī)發(fā)送地址時(shí)，總線上的每個(gè)從機(jī)都將這時(shí)，總線上的每個(gè)從機(jī)都將這7位地址碼與自己的地址進(jìn)行比較，如果相同

13、，位地址碼與自己的地址進(jìn)行比較，如果相同，則認(rèn)為自己正被主機(jī)尋址，根據(jù)則認(rèn)為自己正被主機(jī)尋址，根據(jù)R/T位將自己位將自己確定為發(fā)送器或接收器確定為發(fā)送器或接收器。從機(jī)的地址從機(jī)的地址由固定部分和可編程部分組成。由固定部分和可編程部分組成。在一個(gè)系統(tǒng)中可能希望接入多個(gè)相同的從機(jī)，在一個(gè)系統(tǒng)中可能希望接入多個(gè)相同的從機(jī)，從機(jī)地址中可編程部分決定了可接入總線該類從機(jī)地址中可編程部分決定了可接入總線該類器件的最大數(shù)目。如一個(gè)從機(jī)的器件的最大數(shù)目。如一個(gè)從機(jī)的7位尋址位有位尋址位有4位是固定位，位是固定位，3位是可編程位，這時(shí)僅能尋位是可編程位，這時(shí)僅能尋址址8個(gè)同樣的器件，即可以有個(gè)同樣的器件，即可以

14、有8個(gè)同樣的器件個(gè)同樣的器件接入到該接入到該I2C總線系統(tǒng)中總線系統(tǒng)中。8.2 80C51單片機(jī)單片機(jī)I2C串行總線器件的接口串行總線器件的接口一、典型信號(hào)模擬一、典型信號(hào)模擬 為了保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性，標(biāo)準(zhǔn)的為了保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性，標(biāo)準(zhǔn)的I2C總線的數(shù)總線的數(shù)據(jù)傳送有嚴(yán)格的時(shí)序要求。據(jù)傳送有嚴(yán)格的時(shí)序要求。I2C總線的起始信號(hào)、終總線的起始信號(hào)、終止信號(hào)、發(fā)送止信號(hào)、發(fā)送“0”及發(fā)送及發(fā)送“1”的模擬時(shí)序的模擬時(shí)序 ： 8.2.1 8.2.1 總線數(shù)據(jù)傳送的模擬總線數(shù)據(jù)傳送的模擬 主機(jī)可以采用不帶主機(jī)可以采用不帶I2C總線接口的單片機(jī)，如總線接口的單片機(jī)，如80C51、AT89C2051等

15、單片機(jī)，利用軟件實(shí)現(xiàn)等單片機(jī)，利用軟件實(shí)現(xiàn)I2C總線的數(shù)據(jù)傳送，即軟件與硬件結(jié)合的信號(hào)模擬?？偩€的數(shù)據(jù)傳送，即軟件與硬件結(jié)合的信號(hào)模擬。 下面講基于IIC的集AD與DA一體的 PCF8591PCF8591 單電源供電單電源供電 工作電壓：工作電壓：2.5 V 6 V 待機(jī)電流低待機(jī)電流低 I2C總線串行輸入總線串行輸入/輸出輸出 通過通過3個(gè)硬件地址引腳編址個(gè)硬件地址引腳編址 采樣速率取決于采樣速率取決于I2C總線速度總線速度 4個(gè)模擬輸入可編程為單端或差分輸入個(gè)模擬輸入可編程為單端或差分輸入 自動(dòng)增量通道選擇自動(dòng)增量通道選擇 模擬電壓范圍：模擬電壓范圍：VSSVDD 片上跟蹤與保持電路片上跟

16、蹤與保持電路 8位逐次逼近式位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 帶一個(gè)模擬輸出的乘法帶一個(gè)模擬輸出的乘法DAC 1、概述、概述3、引腳圖、引腳圖 AIN0AIN3：模擬信號(hào)輸入端。：模擬信號(hào)輸入端。 A0A3：引腳地址端。：引腳地址端。 VDD、VSS：電源端。（：電源端。（2.56V） SDA、SCL：I2C 總線的數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘線。總線的數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘線。 OSC：外部時(shí)鐘輸入端，內(nèi)部時(shí)鐘輸出端。：外部時(shí)鐘輸入端，內(nèi)部時(shí)鐘輸出端。 EXT：內(nèi)部、外部時(shí)鐘選擇線，使用內(nèi)部時(shí)：內(nèi)部、外部時(shí)鐘選擇線，使用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)鐘時(shí) EXT 接地。接地。 AGND：模擬信號(hào)地。：模擬信號(hào)地。 PCF8591 PCF859

17、1是單片、單電源低功是單片、單電源低功耗耗8位位CMOS數(shù)據(jù)采集器件，具有數(shù)據(jù)采集器件，具有4個(gè)模擬輸入、一個(gè)輸出和一個(gè)串行個(gè)模擬輸入、一個(gè)輸出和一個(gè)串行I2C總線接口?？偩€接口。3個(gè)地址引腳個(gè)地址引腳A0、A1和和A2用于編程硬件地址，允許用于編程硬件地址，允許將最多將最多8個(gè)器件連接至個(gè)器件連接至I2C總線總線而不而不需要額外硬件。器件的地址、控制需要額外硬件。器件的地址、控制和數(shù)據(jù)通過兩線雙向和數(shù)據(jù)通過兩線雙向I2C總線傳輸?？偩€傳輸。 器件功能包括多路復(fù)用模擬輸器件功能包括多路復(fù)用模擬輸入、片上跟蹤和保持功能、入、片上跟蹤和保持功能、8位模位模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)轉(zhuǎn)換和8位數(shù)模擬轉(zhuǎn)換。最大轉(zhuǎn)位數(shù)

18、模擬轉(zhuǎn)換。最大轉(zhuǎn)換速率取決于換速率取決于I2C總線總線的最高速率。的最高速率。2、應(yīng)用、應(yīng)用 閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng) 用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的低功耗轉(zhuǎn)換器用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的低功耗轉(zhuǎn)換器 電池供電設(shè)備電池供電設(shè)備 在汽車、音響和在汽車、音響和TV應(yīng)用方面的模擬數(shù)據(jù)采集應(yīng)用方面的模擬數(shù)據(jù)采集PCF8591void iic_start(void) SDA = 1; _nop_(); SCL = 1; somenop; SDA = 0; somenop; SCL = 0;I2C起始起始SCL 線是高電平時(shí)，線是高電平時(shí)，SDA 線從高電平向低電平切換線從高電平向低電平切換，這個(gè)，這個(gè)情況表示情況表示起始條

19、件；起始條件； #define somenop _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();void iic_stop(void) SDA = 0; _nop_(); SCL = 1; somenop; SDA = 1;I2C停止停止SCL 線是高電平時(shí)，線是高電平時(shí)，SDA 線由低電平向高電平切換線由低電平向高電平切換，這個(gè)，這個(gè)情況表示情況表示停止條件。停止條件。 PCF8591采用典型的采用典型的I2C總線接口器件尋址方法總線接口器件尋址方法,即總即總線地址由器件地址、引腳地址和方向位組成。線地址由器件地址、引腳地址和方向位組成。 由由PHILIPS公

20、司規(guī)定公司規(guī)定AD器件地址為器件地址為1001，引腳地址為，引腳地址為A2A1A0,其值由用戶選擇因此其值由用戶選擇因此 系統(tǒng)中最多可接系統(tǒng)中最多可接8個(gè)具有個(gè)具有I2C接口的器件，地址的最后一位為方向?yàn)榻涌诘钠骷?，地址的最后一位為方向?yàn)镽/W,當(dāng)主控器對(duì)當(dāng)主控器對(duì)A/D器件進(jìn)行讀操作時(shí)為器件進(jìn)行讀操作時(shí)為 1，進(jìn)行寫操作時(shí)為，進(jìn)行寫操作時(shí)為0，總線操作，總線操作時(shí)，由器件地址、引腳地址和方向位組成的從地址為主控時(shí)，由器件地址、引腳地址和方向位組成的從地址為主控器發(fā)送的第一字節(jié)。器發(fā)送的第一字節(jié)。器件尋址器件尋址iic_sendbyte(0 x90);控制字節(jié)控制字節(jié)控制字節(jié)用于實(shí)現(xiàn)器件的各種

21、功能控制字節(jié)用于實(shí)現(xiàn)器件的各種功能 如模擬信號(hào)由哪幾個(gè)通道輸入等如模擬信號(hào)由哪幾個(gè)通道輸入等 控控制字節(jié)存放在控制寄存器中制字節(jié)存放在控制寄存器中 總線操作時(shí)為主控器發(fā)送的第二字節(jié)其格總線操作時(shí)為主控器發(fā)送的第二字節(jié)其格式如下所示。式如下所示。其中：其中：D1D0兩位是兩位是A/D通道編號(hào)通道編號(hào): 00：通道：通道0；01：通道：通道1；10： 通道通道2；11：通道：通道 3D2：自動(dòng)增量選擇：自動(dòng)增量選擇(有效位為有效位為1)，每次，每次A/D轉(zhuǎn)換后通道號(hào)將轉(zhuǎn)換后通道號(hào)將 自動(dòng)增加自動(dòng)增加D5,D4 模擬量輸入選擇：模擬量輸入選擇： 00為四路單數(shù)入；為四路單數(shù)入； 01為三路差分輸入；

22、為三路差分輸入； 10 為單端與差分配合輸入；為單端與差分配合輸入；11為模擬輸出允許有效為模擬輸出允許有效D6:模擬輸出使能，即模擬輸出使能，即DA使能使能iic_sendbyte(0 x03);控制字節(jié)控制字節(jié)D5,D4 模擬量輸入選擇：模擬量輸入選擇： 00為四路單數(shù)入；為四路單數(shù)入； 01為三路差分輸入；為三路差分輸入； 10 為單端與差分配合輸入；為單端與差分配合輸入；11為模擬輸出允許有效為模擬輸出允許有效在進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)：在進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)：首先是主控器發(fā)出起始信號(hào)；首先是主控器發(fā)出起始信號(hào)；然后發(fā)出尋址字節(jié)然后發(fā)出尋址字節(jié)(寫寫)；被控器做出應(yīng)答后；被控器做出應(yīng)答后；然后發(fā)出控制

23、字節(jié)然后發(fā)出控制字節(jié)(寫寫)；被控器做出應(yīng)答后；被控器做出應(yīng)答后；讀字節(jié)讀字節(jié)(AD)操作流程操作流程然后發(fā)出尋址字節(jié)然后發(fā)出尋址字節(jié)(讀讀)；被控器做出應(yīng)答后；被控器做出應(yīng)答后；主控器從被控器讀出第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)主控器從被控器讀出第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié),主控器發(fā)出應(yīng)答主控器發(fā)出應(yīng)答;主控器從被控器讀出第二個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)主控器從被控器讀出第二個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié),主控器發(fā)出應(yīng)答主控器發(fā)出應(yīng)答; 主控器從被控器讀出第主控器從被控器讀出第n個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié),主控器發(fā)出主控器發(fā)出非應(yīng)答信號(hào)非應(yīng)答信號(hào);主控器發(fā)出停止信號(hào)。主控器發(fā)出停止信號(hào)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)：在進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)：首先是主控器發(fā)出起始信號(hào)；首先是主控器發(fā)出起

24、始信號(hào)；然后發(fā)出尋址字節(jié)然后發(fā)出尋址字節(jié)(寫寫)；被控器做出應(yīng)答后；被控器做出應(yīng)答后；然后發(fā)出控制字節(jié)然后發(fā)出控制字節(jié)(寫寫)；被控器做出應(yīng)答后；被控器做出應(yīng)答后；寫字節(jié)寫字節(jié)(DA)操作流程操作流程主控器向被控器寫入第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)主控器向被控器寫入第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié),被控器回一個(gè)應(yīng)答被控器回一個(gè)應(yīng)答;主控器向被控器寫入第二個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)主控器向被控器寫入第二個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié),被控器回一個(gè)應(yīng)答被控器回一個(gè)應(yīng)答; 主控器發(fā)出停止信號(hào)。主控器發(fā)出停止信號(hào)。void iic_ack(bit ackbit) if(ackbit) SDA = 0; /應(yīng)答應(yīng)答 else SDA = 1; /非應(yīng)答非應(yīng)答 someno

25、p; SCL = 1; somenop; SCL = 0; SDA = 1; /SDA拉高拉高,釋放釋放SDA線線 somenop;應(yīng)答響應(yīng)應(yīng)答響應(yīng) bit iic_waitack(void) SDA = 1; /P2.1作為輸入口作為輸入口 somenop; SCL = 1;/拉高拉高,準(zhǔn)備檢測(cè)準(zhǔn)備檢測(cè)SDA電平電平 somenop; /要大于要大于4us if(SDA) /檢測(cè)應(yīng)答信號(hào)檢測(cè)應(yīng)答信號(hào) SDA=1 /無應(yīng)答無應(yīng)答SCL = 0;iic_stop();/主機(jī)終止主機(jī)終止IICreturn 0; /返回返回0，退出，退出 else /有應(yīng)答有應(yīng)答 SCL = 0;return 1;

26、 /返回返回1，退出，退出 主機(jī)等待從機(jī)應(yīng)答主機(jī)等待從機(jī)應(yīng)答主機(jī)在接收到一個(gè)字節(jié)后，主機(jī)在接收到一個(gè)字節(jié)后，向從機(jī)作出應(yīng)答向從機(jī)作出應(yīng)答當(dāng)主機(jī)接收數(shù)據(jù)時(shí)，它收到最后一當(dāng)主機(jī)接收數(shù)據(jù)時(shí)，它收到最后一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，必須向從機(jī)發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，必須向從機(jī)發(fā)出一個(gè)結(jié)束傳送的信號(hào)。個(gè)結(jié)束傳送的信號(hào)。這個(gè)信號(hào)是由這個(gè)信號(hào)是由對(duì)從機(jī)的對(duì)從機(jī)的“非應(yīng)答非應(yīng)答”來實(shí)現(xiàn)的。來實(shí)現(xiàn)的。然然后，從機(jī)釋放后，從機(jī)釋放SDA線，以允許主機(jī)線，以允許主機(jī)產(chǎn)生終止信號(hào)。產(chǎn)生終止信號(hào)。void iic_sendbyte(unsigned char byt) unsigned char i; for(i=0;i8;i+) if

27、(byt&0 x80) /先發(fā)高位先發(fā)高位 SDA = 1; else SDA = 0; somenop; SCL = 1; byt = 1; somenop; SCL = 0; 發(fā)送字節(jié)發(fā)送字節(jié)unsigned char iic_recbyte(void) unsigned char da; unsigned char i; for(i=0;i8;i+) SCL = 1; somenop; da = 1; if(SDA) da |= 0 x01; SCL = 0; somenop; return da;接收字節(jié)接收字節(jié)PCF8591作為作為AD時(shí)的初始化流程時(shí)的初始化流程void i

28、nit_pcf8591AD(void) iic_start(); /啟動(dòng)啟動(dòng)IIC iic_sendbyte(0 x90); /總線尋址，進(jìn)入寫模式總線尋址，進(jìn)入寫模式 iic_waitack(); /等待從機(jī)應(yīng)答響應(yīng)等待從機(jī)應(yīng)答響應(yīng) iic_sendbyte(0 x03); /寫通道號(hào)，可以寫通道號(hào)，可以00,01,02,03 iic_waitack(); /等待從機(jī)應(yīng)答響應(yīng)等待從機(jī)應(yīng)答響應(yīng) iic_stop(); /停止停止IIC delay(10);unsigned char adc_pcf8591(void)unsigned char temp;iic_start(); /啟動(dòng)啟動(dòng)II

29、Ciic_sendbyte(0 x91); /總線尋址，進(jìn)入讀模式總線尋址，進(jìn)入讀模式iic_waitack(); /等待從機(jī)應(yīng)答響應(yīng)等待從機(jī)應(yīng)答響應(yīng)temp = iic_recbyte(); /讀一個(gè)字節(jié)讀一個(gè)字節(jié)iic_ack(0); /主機(jī)向從機(jī)作出非應(yīng)答響應(yīng)主機(jī)向從機(jī)作出非應(yīng)答響應(yīng),釋放釋放SDAiic_stop(); /停止停止IICreturn temp;/返回一個(gè)返回一個(gè)0255之間的之間的AD結(jié)果結(jié)果轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換結(jié)果當(dāng)主機(jī)接收數(shù)據(jù)時(shí)，它收到當(dāng)主機(jī)接收數(shù)據(jù)時(shí)，它收到最后一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)最后一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，必須向從機(jī)發(fā)出一個(gè)結(jié)后，必須向從機(jī)發(fā)出一個(gè)結(jié)束傳送的信號(hào)。束傳送的信號(hào)。這個(gè)信號(hào)

30、是由對(duì)從機(jī)的這個(gè)信號(hào)是由對(duì)從機(jī)的“非應(yīng)答非應(yīng)答”來實(shí)現(xiàn)的。來實(shí)現(xiàn)的。然后，從機(jī)然后，從機(jī)釋放釋放SDA線，以允許主機(jī)產(chǎn)生終止信號(hào)。線，以允許主機(jī)產(chǎn)生終止信號(hào)。PCF8591作為作為DA時(shí)的初始化流程及時(shí)的初始化流程及DA轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換void init_pcf8591DA(void) iic_start(); /啟動(dòng)啟動(dòng)IIC iic_sendbyte(0 x90); /總線尋址，進(jìn)入寫模式總線尋址，進(jìn)入寫模式 iic_waitack(); /等待從機(jī)應(yīng)答響應(yīng)等待從機(jī)應(yīng)答響應(yīng) iic_sendbyte(0 x40); /寫通道號(hào)，可以寫通道號(hào)，可以00,01,02,03 iic_waitack();

31、 /等待從機(jī)應(yīng)答響應(yīng)等待從機(jī)應(yīng)答響應(yīng) 這里不用停止這里不用停止IIC，下面仍然是寫模式；，下面仍然是寫模式； 數(shù)字量變?yōu)槟M量，及數(shù)字量變?yōu)槟M量，及DA功能功能 iic_sendbyte(tablei); /模擬電壓從模擬電壓從OUT引腳輸出引腳輸出 iic_waitack(); I2C總線器件的擴(kuò)展總線器件的擴(kuò)展一、一、擴(kuò)展電路擴(kuò)展電路 下面講基于IIC的EEPROM AT24C02 串行串行E2PROM的擴(kuò)展的擴(kuò)展 （1）串行）串行E2PROM典型產(chǎn)品典型產(chǎn)品 AT24C01：128字節(jié)（1288位）； AT24C02：256字節(jié)（2568位）；AT24C04：512字節(jié)（5128位）AT24C08：1K字節(jié)（1K8位）；AT24C16：2K字節(jié)（2K8位）； ATMEL公司的公司的AT24C系列：系列： （2）寫入過程）寫入過程 AT24C系列系列E2PROM芯片地址的固定部分為芯片地址的固定部分為1010，A2、A1、A0引腳接高、低電平后得到確定引腳接高、低電平后得到確定的的3位編碼。形成的位編碼。形成的7位編碼即為該器件的地址碼。位編碼即為該器件的地址碼。 單片機(jī)進(jìn)行寫操作時(shí)，首先發(fā)送該器件的單片機(jī)進(jìn)行寫操作時(shí)，首先發(fā)送該器件的7位地位地址碼和寫方向位址碼和寫方向位“0”（共（共8位，即一個(gè)字節(jié)），發(fā)位，即一個(gè)字節(jié)），發(fā)送