蓝桥杯进阶——IIC总线和PCF8591应用

1. IIC总线

1.0 概述

 IIC总线全称：Inter-Integrated Circuit，是由飞利浦公司开发出来的一种串行总线协议，它是一种多主机的总线，当发生主机竞争时，有总线仲裁机制。

IIC总线只有两根信号线：
* SDA：数据线
* SCL：时钟线
当总线空闲时，这两根数据线均处于高电平的状态，数据传输时由设备拉低总线。

IIC的通信原理可以通过数据手册了解，想要写底层代码的时候对比着写就好，在蓝桥杯中提供了底层代码，因此我们只需要了解官方代码如何使用就好。

蓝桥杯提供的驱动函数：

#ifndef _IIC_H
#define _IIC_H

void IIC_Start(void); //起始信号
void IIC_Stop(void);  //停止信号
bit IIC_WaitAck(void);  //等待应答
void IIC_SendAck(bit ackbit); //产生应答
void IIC_SendByte(unsigned char byt); //发生数据
unsigned char IIC_RecByte(void); //接受数据

#endif

1.1 IIC数据传输过程

在没有硬件IIC外设的微处理器中，需要根据总线时序设计IIC接口的驱动程序。包括：起始信号、停止信号、产生应答、等待应答、发送数据和接收数据6个函数，如上.h文件当中的函数，那如何利用这些函数实现数据的传输
与接受？
流程

开始信号	写入地址	等待响应	得到响应	发送数据	等待响应	停止信号
S	从机地址	0	A	数据	A/非A	P

ps：当接受信号时，数据后面为非应答信号。
每发送或接受一个数据都需要经过这样的流程，那么利用官方函数代码就可以这样写：

// ***********发送数据****************
	IIC_Start();		//IIC总线起始信号							
	IIC_SendByte(0xxx); 	//设备地址		
	IIC_WaitAck();  	//等待从机应答		
	IIC_SendByte(0xxx); 	//写入数据
	IIC_WaitAck();  	//等待从机应答						
	IIC_Stop(); 		//IIC总线停止信号	
    
//**************接受数据**************	
	IIC_Start();		//IIC总线起始信号									
	IIC_SendByte(0xxx); 	//读设备地址		
	IIC_WaitAck(); 		//等待从机应答		
	dat = IIC_RecByte();	//读取数据 			
	IIC_Ack(0); 		//产生非应答信号				
	IIC_Stop(); 		//IIC总线停止信号
————————————————

2.PCF8591

2.1概述

PCF8591是具有IIC接口的8位A/D和D/A转换芯片，具有4路模拟输入、一路DAC输出和一个IIC总线接口。

原理图：

2.2设备地址

PCF8591设备地址包括固定部分和可编程的部分，
如图：.

在蓝桥杯板子上，A2~A0均已置于0，因此设备的读操作地址为：0x91，写操作地址：0x90

2.3控制

PCF8591内部控制寄存器，当确定地址后，向该地址发送数据来控制器件的功能。

7	6	5 和4	3	2	1 和0
固定值	模拟输出控制	模拟量输入方式选择	固定值	自动增量控制	A/D通道选择

2.4A/D转换流程

• 1–发送写设备地址，选择IIC总线上的PCF8591器件。
• 2–发送控制字节，选择模拟量输入模式和通道。
• 3–发送读设备地址，选择IIC总线上的PCF8591器件。
• 4–读取PCF8591中目标通道的数据。

3.实例

在第十二届蓝桥杯省赛中考察了光敏电阻和电位器电压的采集

在此对电位器的电压进行采样并在数码管进行显示。

#include "reg52.h"
#include "iic.h"
unsigned char Num[10] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
unsigned char dat = 0;
void delay(unsigned char T){
	while(T--);
}

void select_74HC138(unsigned char num){
	switch(num){
		case 4: 
			 P2 = (P2 & 0x1f) |0x80;               //led
			break;
		case 5: 
			P2 = (P2 & 0x1f) |0xa0;                  //蜂鸣器
			break;
		case 6:	
			P2 = (P2 & 0x1f) |0xc0;				  //位置
			break;
		case 7:	
			P2 = (P2 & 0x1f) |0xe0; 				  //数据
			break;
		case 0:
			P2 = P2 & 0x1f ;
			break;
	}
}
// ******************关闭蜂鸣器和led*************
void system_Init(){
	select_74HC138(4);	
	P0 = 0xff;
	select_74HC138(5);	
	P0 = 0x00;	
	select_74HC138(0);	
}
//**************************************************


//************************数码管显示****************
void Desplay(unsigned char dat , unsigned  pos){
    P0 = 0xff;
	 select_74HC138(6);
	 P0 = 0x01 << pos;
	 select_74HC138(7);
	 P0 = dat;
}
void display_smg(){
	Desplay(Num[dat/100],5);
	delay(100);
	Desplay(Num[(dat%100)/10],6);
	delay(100);
	Desplay(Num[(dat%100)%10],7);
	delay(100);
}

void read_rb2(){
	IIC_Start();
	IIC_SendByte(0x90);
	IIC_WaitAck();
	IIC_SendByte(0x03);
	IIC_WaitAck();
	IIC_Stop();
	display_smg();

	IIC_Start();
	IIC_SendByte(0x91);
	IIC_WaitAck();
	dat = IIC_RecByte();
	IIC_SendAck(0);
	IIC_Stop();
	display_smg();
}

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希望大家都能坚持学习，一起进步！