I2C總線規范與I2C器件C51讀寫程序:本文簡要介紹了I2C總線，并給出了I2C器件的C51讀寫程序，極大的方便了大家對I2C總線的學習和設計應用。程序設計采用模塊化設計，方便向目標板的移值。
關鍵字：I2C總線，C51，模塊化設計
1、I2C總線簡介：
I2C 總線是一雙線串行總線，它提供一小型網絡系統，為總線上的電路共享公共的總線。總線上的器件有單片機、LCD 驅動器以及上E2PROM 器等等。自從菲利普公司提出I2C總線規范以來，I2C器件得到了廣泛的應用。I2C器件的應用大大減少了電路間連線，減小了電路板尺寸，降低了硬件成本，并提高了系統可靠性。
2、I2C規范：
I2C總線規范可以參考有關資料，本文僅給出有關硬件操作的基本概念。
2.1、I2C 總線名詞解釋：
發送器：發送數據到總線上的器件
接收器：從總線上接收數據的器件
主器件：啟動數據傳送并產生時鐘信號的器件
從器件：被主器件尋址的器件
2.2、I2C總線時序定義：
起始位：SCL＝1時，在SDA上有下降延
停止位：SCL＝1時，在SDA上有上升延
*主器件發停止信號給從器件，作用在于使從器件處為準備狀態(或是已知的狀態)
從應答：SDA＝0
*寫數據時,應答的器件在第九個時鐘周期將SDA線拉低，表示已收到一個8位數據,并表示可繼續接收。主機在向從機寫一字節后接收從應答，再進行后續操作(一般不考慮從應答位的具體值，僅在應答檢測時用于判斷從器件是否完成其內部寫周期)
主應答：SDA＝0(用)
*讀數據時,主機每接收從機一個字節數據(不是最后一個)，返回主應答ACK(SDA=0)
是最后一個字節時返回無需應答NO_ACK（SDA＝1）
當從機工作于讀模式時，在向主機發送一個8位數據后釋放SDA線并監視一個應答信號，一旦接收到主機的應答信號，從機繼續發送數據；如主器件沒有發送應答信號，從機停止傳送數據并等待一個停止信號，主器件必須發一個停止信號給從機使其進入備用電源模式并使器件處于已知的狀態
應答檢測：采用應答檢測讀命令測試從機是否<頁寫>結束(通過從應答來識別)
*當從器件完成內部寫周期后將發送一個應答信號(從應答)給主器件，以便可以繼續進行下一次讀操作
3、I2C器件C51讀寫程序
3.1、數據定義說明：
sbit sda=P0^0; //I2C器件SDA數據線
sbit scl=P0^1; //I2C器件SCL時鐘線
#define nops() {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();} //nop指令個數定義
uchar i2c_ad_main; //器件從地址
uchar i2c_ad_sub; //器件子地址
uchar *i2c_buf; //發送/接收數據緩沖區
uchar i2c_num; //發送/接收數據個數
說明：可以在你的應用程序中修改上述值，使其適應你的demo設計
3.2、子函數說明：（私有函數，不能調用）
void i2c_start(void) //送起始位
void i2c_stop(void) //送停止位
void i2c_ack_main(bit ack_main) //主應答
說明：ack_main=1:ack主應答；ack_main=0:no_ack無需應答
void send_byte(uchar c) //發送單個字節
uchar read_byte(void) //接收單個字節
說明：此函數需要配合主應答來用
3.3、模塊函數說明：（I2C外部接口函數，可被應用程序調用）
void send_to_byte(uchar ad_main,uchar c) //向無子地址器件發送單字節數據
void send_to_nbyte(uchar ad_main,uchar ad_sub,uchar *buf,uchar num)
//向有子地址器件發送多字節數據
void read_from_byte(uchar ad_main,uchar *buf) //從無子地址器件讀單字節數據
void read_from_nbyte(uchar ad_main,uchar ad_sub,uchar *buf,uchar num)
//從有子地址器件讀多個字節數據
3.4、C51讀寫程序源代碼：
3.4.1頭文件定義：
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
//nop指令個數定義
#define nops() {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}
//端口位定義，可修改
sbit sda=P0^0;
sbit scl=P0^1;
//內部數據定義
uchar i2c_ad_main; //器件從地址
uchar i2c_ad_sub; //器件子地址
uchar *i2c_buf; //發送|接收數據緩沖區
uchar i2c_num; //發送|接收數據個數
#define ack 1 //主應答
#define no_ack 0 //從應答
3.4.2C51程序代碼:
#include
#include
#include
//**********************************************
//送起始位 sda=1->0
void i2c_start(void){
scl=0;
sda=1;
_nop_();
scl=1;
nops();
sda=0;
nops();
scl=0;
}
//************************************************
//送停止位 sda=0->1
void i2c_stop(void){
scl=0;
_nop_();
sda=0;
_nop_();
scl=1;
nops();
sda=1;
nops();
scl=0;
}
//************************************************
//主應答(包含ack:sda=0和no_ack:sda=0)
void i2c_ack_main(bit ack_main){
scl=0;
if(ack_main)sda=0; //ack主應答
else sda=1; //no_ack無需應答
nops();
scl=1;
nops();
scl=0;
}
//*************************************************
//字節發送程序
//發送c(可以是數據也可是地址)，送完后接收從應答
//不考慮從應答位
void send_byte(uchar c){
uchar i;
for(i=0;i<8;i++){
scl=0;
if((c<else sda=0;
_nop_();
scl=1;
nops();
scl=0;
}
nops();
sda=1; //發送完8bit，釋放總線準備接收應答位
_nop_();
scl=1;
nops(); //sda上數據即是從應答位
scl=0; //不考慮從應答位|但要控制好時序
}
//**************************************************
//字節接收程序
//接收器件傳來的數據，此程序應配合|主應答函數|i2c_ack_main()使用
//return: uchar型1字節
uchar read_byte(void){
uchar i;
uchar c;
c=0;
scl=0;
_nop_();
sda=1; //置數據線為輸入方式
for(i=0;i<8;i++){
_nop_();
scl=0; //置時鐘線為低，準備接收數據位
nops();
scl=1; //置時鐘線為高，使數據線上數據有效
_nop_();
c<<=1;
if(sda)c+=1; //讀數據位，將接收的數據存c
}
scl=0;
return c;
}
//***************************************************
//向無子地址器件發送單字節數據
void send_to_byte(uchar ad_main,uchar c){
i2c_start();
send_byte(ad_main); //發送器件地址
send_byte(c); //發送數據c
i2c_stop();
}
//***************************************************
//向有子地址器件發送多字節數據
void send_to_nbyte(uchar ad_main,uchar ad_sub,uchar *buf,uchar num){
uchar i;
i2c_start();
send_byte(ad_main); //發送器件地址
send_byte(ad_sub); //發送器件子地址
for(i=0;isend_byte(*buf); //發送數據*buf
buf++;
}
i2c_stop();
}
//***************************************************
//從無子地址器件讀單字節數據
//function:器件地址，所讀數據存在接收緩沖區當前字節
void read_from_byte(uchar ad_main,uchar *buf){
i2c_start();
send_byte(ad_main); //發送器件地址
*buf=read_byte();
i2c_ack_main(no_ack); //無需應答
i2c_stop();
}
//***************************************************
//從有子地址器件讀多個字節數據
//function:
void read_from_nbyte(uchar ad_main,uchar ad_sub,uchar *buf,uchar num){
uchar i;
i2c_start();
send_byte(ad_main);
send_byte(ad_sub);
for(i=0;i*buf=read_byte();
i2c_ack_main(ack); //主應答
buf++;
}
*buf=read_byte;
buf++; //本次指針調整無意義，目的是操作后buf指向下一地址
i2c_ack_main(no_ack); //無需應答
i2c_stop();
}