单片机I2C寻址模式

发布者:平章大人最新更新时间:2016-12-24 来源: eefocus关键字:单片机  I2C  寻址模式 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

上一节介绍的是 I2C 每一位信号的时序流程,而 I2C 通信在字节级的传输中,也有固定的时序要求。I2C 通信的起始信号(Start)后,首先要发送一个从机的地址,这个地址一共有 7位,紧跟着的第 8 位是数据方向位(R/W),“0”表示接下来要发送数据(写),‘“1”表示接下来是请求数据(读)。

我们知道,打电话的时候,当拨通电话,接听方捡起电话肯定要回一个“喂”,这就是告诉拨电话的人,这边有人了。同理,这个第九位 ACK 实际上起到的就是这样一个作用。当我们发送完了这 7 位地址和 1 位方向后,如果发送的这个地址确实存在,那么这个地址的器件应该回应一个 ACK(拉低 SDA 即输出“0”),如果不存在,就没“人”回应 ACK(SDA将保持高电平即“1”)。

那我们写一个简单的程序,访问一下我们板子上的 EEPROM 的地址,另外再写一个不存在的地址,看看它们是否能回一个 ACK,来了解和确认一下这个问题。

我们板子上的 EEPROM 器件型号是 24C02,在 24C02 的数据手册 3.6 节中可查到,24C02的 7 位地址中,其中高 4 位是固定的 0b1010,而低 3 位的地址取决于具体电路的设计,由芯片上的 A2、A1、A0 这 3 个引脚的实际电平决定,来看一下我们的 24C02 的电路图,它和24C01 的原理图完全一样,如图 14-4 所示。

图 14-4   24C02 原理图
图 14-4   24C02 原理图


从图 14-4 可以看出来,我们的 A2、A1、A0 都是接的 GND,也就是说都是 0,因此 24C02的 7 位地址实际上是二进制的 0b1010000,也就是 0x50。我们用 I2C 的协议来寻址 0x50,另外再寻址一个不存在的地址 0x62,寻址完毕后,把返回的 ACK 显示到我们的 1602 液晶上,大家对比一下。


/***************************Lcd1602.c 文件程序源代码*****************************/

#include

#define LCD1602_DB P0

sbit LCD1602_RS = P1^0;

sbit LCD1602_RW = P1^1;

sbit LCD1602_E = P1^5;

/* 等待液晶准备好 */

void LcdWaitReady(){

    unsigned char sta;

    LCD1602_DB = 0xFF;

    LCD1602_RS = 0;

    LCD1602_RW = 1;

    do {

        LCD1602_E = 1;

        sta = LCD1602_DB; //读取状态字

        LCD1602_E = 0;

    } while (sta & 0x80); //bit7 等于 1 表示液晶正忙,重复检测直到其等于 0 为止

}

/* 向 LCD1602 液晶写入一字节命令,cmd-待写入命令值 */

void LcdWriteCmd(unsigned char cmd){

    LcdWaitReady();

    LCD1602_RS = 0;

    LCD1602_RW = 0;

    LCD1602_DB = cmd;

    LCD1602_E = 1;

    LCD1602_E = 0;

}

/* 向 LCD1602 液晶写入一字节数据,dat-待写入数据值 */

void LcdWriteDat(unsigned char dat){

    LcdWaitReady();

    LCD1602_RS = 1;

    LCD1602_RW = 0;

    LCD1602_DB = dat;

    LCD1602_E = 1;

    LCD1602_E = 0;

}

/* 设置显示 RAM 起始地址,亦即光标位置,(x,y)-对应屏幕上的字符坐标 */

void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y){

    unsigned char addr;

    if (y == 0){ //由输入的屏幕坐标计算显示 RAM 的地址

        addr = 0x00 + x; //第一行字符地址从 0x00 起始

    }else{

        addr = 0x40 + x; //第二行字符地址从 0x40 起始

    }

    LcdWriteCmd(addr | 0x80); //设置 RAM 地址

}

/* 在液晶上显示字符串,(x,y)-对应屏幕上的起始坐标,str-字符串指针 */

void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str){

    LcdSetCursor(x, y);//设置起始地址

    while (*str != '\0'){ //连续写入字符串数据,直到检测到结束符

        LcdWriteDat(*str++);

    }

}

/* 初始化 1602 液晶 */

void InitLcd1602(){

    LcdWriteCmd(0x38); //16*2 显示,5*7 点阵,8 位数据接口

    LcdWriteCmd(0x0C); //显示器开,光标关闭

    LcdWriteCmd(0x06); //文字不动,地址自动+1

    LcdWriteCmd(0x01); //清屏

}


/*****************************main.c 文件程序源代码******************************/

#include

#include

#define I2CDelay() {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}

sbit I2C_SCL = P3^7;

sbit I2C_SDA = P3^6;

bit I2CAddressing(unsigned char addr);

extern void InitLcd1602();

extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str);

void main(){

    bit ack;

    unsigned char str[10];

    InitLcd1602(); //初始化液晶

    ack = I2CAddressing(0x50); //查询地址为 0x50 的器件

    str[0] = '5'; //将地址和应答值转换为字符串

    str[1] = '0';

    str[2] = ':';

    str[3] = (unsigned char)ack + '0';

    str[4] = '\0';

    LcdShowStr(0, 0, str); //显示到液晶上

    ack = I2CAddressing(0x62); //查询地址为 0x62 的器件

    str[0] = '6'; //将地址和应答值转换为字符串

    str[1] = '2';

    str[2] = ':';

    str[3] = (unsigned char)ack + '0';

    str[4] = '\0';

    LcdShowStr(8, 0, str); //显示到液晶上

    while (1);

}

/* 产生总线起始信号 */

void I2CStart(){

    I2C_SDA = 1; //首先确保 SDA、SCL 都是高电平

    I2C_SCL = 1;

    I2CDelay();

    I2C_SDA = 0; //先拉低 SDA

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 0; //再拉低 SCL

}

/* 产生总线停止信号 */

void I2CStop(){

    I2C_SCL = 0; //首先确保 SDA、SCL 都是低电平

    I2C_SDA = 0;

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 1; //先拉高 SCL

    I2CDelay();

    I2C_SDA = 1; //再拉高 SDA

    I2CDelay();

}

/* I2C 总线写操作,dat-待写入字节,返回值-从机应答位的值 */

bit I2CWrite(unsigned char dat){

    bit ack; //用于暂存应答位的值

    unsigned char mask; //用于探测字节内某一位值的掩码变量

   

    for (mask=0x80; mask!=0; mask>>=1){ //从高位到低位依次进行

        if ((mask&dat) == 0){ //该位的值输出到 SDA 上

            I2C_SDA = 0;

        }else{

            I2C_SDA = 1;

        }

        I2CDelay();

    }

    I2C_SCL = 1; //拉高 SCL

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 0; //再拉低 SCL,完成一个位周期

    I2C_SDA = 1; //8 位数据发送完后,主机释放 SDA,以检测从机应答

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 1; //拉高 SCL

    ack = I2C_SDA; //读取此时的 SDA 值,即为从机的应答值

    I2CDelay();

    I2C_SCL = 0; //再拉低 SCL 完成应答位,并保持住总线

    return ack; //返回从机应答值

}

/* I2C 寻址函数,即检查地址为 addr 的器件是否存在,返回值-从器件应答值 */

bit I2CAddressing(unsigned char addr){

    bit ack;

    I2CStart(); //产生起始位,即启动一次总线操作

    //器件地址需左移一位,因寻址命令的最低位

    //为读写位,用于表示之后的操作是读或写

    ack = I2CWrite(addr<<1);

    I2CStop(); //不需进行后续读写,而直接停止本次总线操作

    return ack;

}

我们把这个程序在 KST-51 开发板上运行完毕,会在液晶上边显示出来我们预想的结果,主机发送一个存在的从机地址,从机会回复一个应答位,即应答位为 0;主机如果发送一个不存在的从机地址,就没有从机应答,即应答位为 1。


前面的章节中已经提到利用库函数_nop_()可以进行精确延时,一个_nop_()的时间就是一个机器周期,这个库函数包含在 intrins.h 这个文件中,如果要使用这个库函数,只需要在程序最开始,和包含 reg52.h 一样,include之后,程序中就可以使用这个库函数了。


还有一点要提一下,I2C 通信分为低速模式 100kbit/s、快速模式 400kbit/s 和高速模式3.4Mbit/s。因为所有的 I2C 器件都支持低速,但却未必支持另外两种速度,所以作为通用的I2C 程序我们选择 100k 这个速率来实现,也就是说实际程序产生的时序必须小于等于 100k的时序参数,很明显也就是要求 SCL 的高低电平持续时间都不短于 5us,因此我们在时序函数中通过插入 I2CDelay()这个总线延时函数(它实际上就是 4 个 NOP 指令,用 define 在文件开头做了定义),加上改变 SCL 值语句本身占用的至少一个周期,来达到这个速度限制。如果以后需要提高速度,那么只需要减小这里的总线延时时间即可。


此外我们要学习一个发送数据的技巧,就是 I2C 通信时如何将一个字节的数据发送出去。大家注意函数 I2CWrite 中,用的那个 for 循环的技巧。for (mask=0x80; mask!=0; mask>>=1),由于 I2C 通信是从高位开始发送数据,所以我们先从最高位开始,0x80 和 dat 进行按位与运算,从而得知 dat 第 7 位是 0 还是 1,然后右移一位,也就是变成了用 0x40 和 dat 按位与运算,得到第 6 位是 0 还是 1,一直到第 0 位结束,最终通过 if 语句,把 dat 的 8 位数据依次发送了出去。其它的逻辑大家对照前边讲到的理论知识,认真研究明白就可以了。


关键字:单片机  I2C  寻址模式 引用地址:单片机I2C寻址模式

上一篇:单片机I2C时序介绍
下一篇:单片机EEPROM单字节读写操作时序

推荐阅读最新更新时间:2024-03-16 15:26

基于单片机中央空调能效管理系统
  基于P87LPC764单片机中央空调能效管理系统   中央空调系统主要由制冷机、冷却水循环系统、冷冻水循环系统,风机盘管系统和散热水塔组成。制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换,将冷冻水制冷,冷冻水泵将冷冻水送到各风机风口的冷却盘管中,由风机吹送冷风达到降温的目的。在系统中,冷动泵、冷却泵、水塔风扇变频器采用开环控制,由维护人员根据季节不同和负荷的变化进行调节,在每一个房间内都安装热交换器和循环风机,通过控制风机的转速来改变热交换量的大小,达到调节房间温度的目地。   常见的控制方法是按“高、中、低、关”分档模式控制,其缺点是房间的温度需要手动调节,各种环境因素的变化常常会使人感到不适。风机转速
[单片机]
基于<font color='red'>单片机</font>中央空调能效管理系统
24LC65 I2C EEPROM字节读写驱动程序
/* 〖说明〗24LC65 I2C EEPROM字节读写驱动程序,芯片A0-A1-A2要接VCC。 现缺页写、页读,和CRC校验程序。以下程序经过50台验证,批量的效果有待考 察。 为了安全起见,程序中很多NOP是冗余的,希望读者能进一步精简,但必须经过验 证。 51晶振为11.0592MHz 〖文件〗24LC65.c ﹫2001/03/23 〖作者〗龙啸九天 c51@yeah.net http://mcs51.yeah.net 〖修改〗修改建议请到论坛公布 http://c51bbs.yeah.net 〖版本〗V1.00A Build 0323 */ #define SDA P0_0
[单片机]
基于52单片机与ds1302时钟芯片的电子闹钟C程序
  52单片机是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核,但是做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。   52单片机结合可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时,且具有闰年补偿等功能的dDS1302时钟芯片做出的电子闹钟会有什么火花呢?奉上基于52单片机与ds1302时钟芯片的电子闹钟C程序,让大家亲身体验。      52单片机与ds1302时钟芯片的电子闹钟C程序   #inc
[单片机]
基于RISC技术的8位微控制器设计
  引 言    随着微电子技术的不断发展,超大规模集成电路的集成度和工艺水平不断提高,将整个应用电子系统集成在一个芯片中(SoC),已成为现代电子系统设计的趋势;以往高复杂度、高成本的嵌入式系统结构能够通过低成本的单片芯片实现。另一方面,复杂可编程逻辑器件(CPLD)和现场可编程门阵列(FPGA)集成度和速度不断提高,功能不断增强,开发人员可以使用高性能的EDA综合开发工具和硬件描述语言(HDL)在短时间内设计出复杂的电子应用系统。目前,嵌入式系统已经在各行各业得到广泛应用。工控、通信、汽车、航空航天以及军事等各个领域都能看到嵌入式系统的身影,而微控制器(MCU)则是嵌入式系统的核心。   1 精简 指令 集计算机( RISC
[应用]
单片机c语言教程:C51复合语句和条件语句
曾经在BBS上有朋友问过我{}是什么意思?什么作用?在 C 中是有不少的括号,如{}, ,()等,确实会让一些初入门的朋友不解。在 VB 等一些语言中同一个()号会有不一样的 作用,它能用于组合若干条语句形成功能块,能用做数组的下标等,而在 C 中括号的分 工较为明显,{}号是用于将若干条语句组合在一起形成一种功能块,这种由若干条语句组合 而成的语句就叫复合语句。复合语句之间用{}分隔,而它内部的各条语句还是需要以分号“;” 结束。复合语句是允许嵌套的,也是就是在{}中的{}也是复合语句。复合语句在程序运行时,{}中的各行单语句是依次顺序执行的。单片机C语言中能将复合语句视为一条单语句,也就是说 在语法上等同于一条单语句。对于一个
[单片机]
单片机单片机之间串口通信问题
需要注意TXD与RXD所指的均是对于本身来说的,所以两者之间应该使用交叉串口来进行连接 ,否则会没有数据。 另外可以将一个单片机1的TXD接到单片机2的RXD,而另单片机2的TXD接到电脑上去,这样就可以得到反馈的数据,可以做调试处理。 另外在网站上看到一个说串口缓冲的问题,好像我以前也碰到过,后来也不知道怎么解决的。。 记录一下,我将数据读取回来后存于一数组中,然后进行数据处理。但由于处理程序耗时过长,然后再读取相关数组中数据时,其值已改变为下一次通讯命令数据了!故需在处理程序开始定义临时变量来存取相关数据,即可解决该问题。
[单片机]
单片机实现灵活创新的电表设计
  近年来,市场上固定功能的电表 集成电路 ( IC )不断增多,这使得在电表设计方面保持竞争力变得越来越困难。许多模拟前端(AFE) 电能 计量IC都采用△-∑ ADC,并通过基于ROM的固定功能状态机来计算 功率 输出。这些IC不能进行修改,也不能用于电能 测量 之外的其他功能。   数字计算模块(例如有功功率、视在功率和RMS电流与电压)的功能都是固定的,以固定频率运行,具有固定的输出精度。虽然这些器件可以良好地执行它们的固定功能,但这种方案对于设计师来说不够灵活。      图1a 典型的基于ROM的电表设计      图1b 消除电能计量IC和闪存 MCU 之间的界线   以前,IC制造商只提供基
[电源管理]
<font color='red'>单片机</font>实现灵活创新的电表设计
以C8051F340单片机为核心的红外测温系统设计
引言 螺旋装药过程中,经常会因为内部药品温度分布不均匀导致在装药过程中药品内出现气泡的现象,这严重影响了弹体内的药品质量和弹药参数。因此,本文希望通过设计一种温度监测系统来实现对腔体内药品温度检测,寻找装药过程中温度与药品质量之间的关系。由于装药机结构的特殊性,我们无法通过传统的接触测温法获取药品的温度。因此本文设计了一种基于红外测温方法的系统来实现对药品温度的实时检测。 1 时分复用原理 复用方法的设计主要依据TN9红外传感器的信号特征及接口特点,TN9红外温度传感器具有5个接口,其中电源和地不需要接到CPLD上,其余三个接口分别为低电平有效的TN9工作使能接口,工作在主模式的SPI时钟接口和数据接口。采用复用模式是只需通过设置
[单片机]
以C8051F340<font color='red'>单片机</font>为核心的红外测温系统设计
小广播
添点儿料...
无论热点新闻、行业分析、技术干货……
热门活动
换一批
更多
设计资源 培训 开发板 精华推荐

最新单片机文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

更多精选电路图
换一换 更多 相关热搜器件
更多每日新闻
随便看看
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved