今天我们来介绍一下AT24C02,首先呢,它是一种可以实现掉电不丢失的存储器,可用于保存单片机运行时想要永久保存的数据信息,在介绍AT24C02之前,我们先来介绍一下存储器!
先来简单介绍一下RAM(随机存储器)以及ROM(只读存储器)的优缺点吧!
优点 | 缺点 | |
---|---|---|
RAM | 储存速度快 | 掉电丢失 |
ROM | 存储速度慢 | 掉电不丢失 |
RAM主要分为SRAM(静态RAM)和DRAM(动态RAM),SRAM主要用于电脑CPU以及我们的单片机CPU;而DRAM主要用在电脑内存条以及手机的运行内存,因为电容器会掉电,所以需要不断进行扫描。
ROM主要分为Mask ROM(掩膜ROM),PROM(可编程ROM),EPROM(可擦除可编程ROM ),E2PROM (电可擦除可编程ROM ),这四个是一家的,还有Flash(闪存),硬盘、软盘、光盘等,其中Flash目前使用十分广泛,基本上打败了ROM一家。
特点 | |
---|---|
Mask ROM | 只能读 |
PROM | 可以写,但只能一次 |
EPROM | 可以写多次,但要紫外线照射30分钟 |
E2PROM | 可以写多次,并且只要几毫秒即可 |
Flash | 与E2PROM类似,但集成度更高 |
硬盘、软盘、光盘等 | 软盘和光盘目前见的比较少了 |
接下来我们来简单介绍一下AT24C02吧!
引脚 | 功能 |
VCC GND | 电源(1.8V ~ 5.5V) |
WP | 写保护(高电平有效) |
SCL、 SDA | I2C接口 |
E0、 E1、E2 | I2C地址 |
IIC总线
1.I2C总线(Inter IC BUS)是由Philips公司开发的一种通用数据总线,I2C是一种多向控制总线,也就是说多个芯片可以连接到同一总线结构下,同时每个芯片都可以作为实时数据传输的控制源。主要包括启始、停止、读、写、应答信号。这种方式简化了信号传输总线接口。
2.两根通信线:SCL(Serial Clock)、SDA(Serial Data)
3.同步、半双工,带数据应答
4.IIC总线上可以挂多个器件,而每个器件都有唯一的地址,这样可以标识通信目标。数据的通信的方式采用主从方式,主机负责主动联系从机,而从机则被动回应数据。
IIC电路规范
1.所有I2C设备的SCL连在一起,SDA连在一起
2.设备的SCL和SDA均要配置成开漏输出模式
3.SCL和SDA各添加一个上拉电阻,阻值一般为4.7KΩ左右
4.开漏输出和上拉电阻的共同作用实现了“线与”的功能,此设计主要是为了解5.决多机通信互相干扰的问题
I2C时序结构
接下来我们来介绍一下六个时序结构,只要集齐了这六个时序结构,就可以召唤数据帧了!
因为IIC的 SCL 和SDA 都需要接上拉电阻,保证空闲状态的稳定性
所以IIC总线在空闲状态下SCL 和SDA都保持高电平
代码:
void IIC_init() //IIC初始化
{
SCL=1; //首先把时钟线拉高
delay_us(4);//延时函数
SDA=1; //在SCL为高的情况下把SDA拉高
delay_us(4); //延时函数
}
开始信号:
起始条件:SCL保持高电平,SDA由高电平变为低电平后,延时(>4.7us),SCL变为低电平。(相当于告诉大家我要发送信息了)
代码表示:
//产生IIC起始信号
//1.先拉高SDA,再拉高SCL,空闲状态
//2.拉低SDA
void IIC_Start() //启动信号
{
SDA=1; //确保SDA线为高电平
delay_us(5);
SCL=1; //确保SCL高电平
delay_us(5);
SDA=0; //在SCL为高时拉低SDA线,即为起始信号
delay_us(5);
SCL=0; //钳住I2C总线,准备发送或接收数据
}
停止信号
停止信号:SCL高电平期间,SDA从低电平切换到高电平(相当于告诉大家我要停止了)
代码表示:
//产生IIC停止信号
//1.先拉低SDA,再拉低SCL
//2.拉高SCL
//3.拉高SDA
//4.停止接收数据
void IIC_Stop(void)
{
IIC_SCL=0;
IIC_SDA=0; //STOP:当SCL高时,数据由低变高
delay_us(4);
IIC_SCL=1;
IIC_SDA=1; //发送I2C总线结束信号
delay_us(4);
}
在起始条件产生后,总线处于忙状态,由本次数据传输的主从设备独占,其他I2C器件无法访问总线;而在停止条件产生后,本次数据传输的主从设备将释放总线,总线再次处于空闲状态
数据有效性
IIC信号在数据传输过程中,当SCL=1高电平时,数据线SDA必须保持稳定状态,不允许有电平跳变,只有在时钟线上的信号为低电平期间,数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。
SCL=1时 数据线SDA的任何电平变换会看做是总线的起始信号或者停止信号。
也就是在IIC传输数据的过程中,SCL时钟线会频繁的转换电平,以保证数据的传输
应答信号
每当主机向从机发送完一个字节的数据,主机总是需要等待从机给出一个应答信号,以确认从机是否成功接收到了数据,
应答信号:主机SCL拉高,读取从机SDA的电平,为低电平表示产生应答
应答信号为低电平时,规定为有效应答位(ACK,简称应答位),表示接收器已经成功地接收了该字节;
应答信号为高电平时,规定为非应答位(NACK),一般表示接收器接收该字节没有成功。
应答出现在每一次主机完成8个数据位传输后紧跟着的时钟周期,低电平0表示应答,1表示非应答,
I2C发送应答:
/**
* @brief I2C发送应答
* @param AckBit 应答位,0为应答,1为非应答
* @retval 无
*/
void I2C_SendAck(unsigned char AckBit)
{
I2C_SDA=AckBit;
I2C_SCL=1;
I2C_SCL=0;
}
I2C接收应答位
/**
* @brief I2C接收应答位
* @param 无
* @retval 接收到的应答位,0为应答,1为非应答
*/
unsigned char I2C_ReceiveAck(void)
{
unsigned char AckBit;
I2C_SDA=1;
I2C_SCL=1;
AckBit=I2C_SDA;
I2C_SCL=0;
return AckBit;
}
IIC数据传送
数据传送格式
SDA线上的数据在SCL时钟“高”期间必须是稳定的,只有当SCL线上的时钟信号为低时,数据线上的“高”或“低”状态才可以改变。输出到SDA线上的每个字节必须是8位,数据传送时,先传送最高位(MSB),每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位(即一帧共有9位)。
当一个字节按数据位从高位到低位的顺序传输完后,紧接着从设备将拉低SDA线,回传给主设备一个应答位ACK, 此时才认为一个字节真正的被传输完成 ,如果一段时间内没有收到从机的应答信号,则自动认为从机已正确接收到数据。
多数从设备的地址为7位或者10位,一般都用七位。
八位设备地址=7位从机地址+读/写地址,
再给地址添加一个方向位位用来表示接下来数据传输的方向,
0表示主设备向从设备(write)写数据,
1表示主设备向从设备(read)读数据
IIC的每一帧数据由9bit组成,
如果是发送数据,则包含 8bit数据+1bit ACK,
如果是设备地址数据,则8bit包含7bit设备地址 1bit方向
在起始信号后必须传送一个从机的地址(7位) 1~7位为7位接收器件地址,第8位为读写位,用“0”表示主机发送数据(W),“1”表示主机接收数据 (R), 第9位为ACK应答位,紧接着的为第一个数据字节,然后是一位应答位,后面继续第2个数据字节。
IIC发送一个字节数据:
/**
* @brief I2C发送一个字节
* @param Byte 要发送的字节
* @retval 无
*/
void I2C_SendByte(unsigned char Byte)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
I2C_SDA=Byte&(0x80>>i);
I2C_SCL=1;
I2C_SCL=0;
}
}
IIC读取一个字节数据:
/**
* @brief I2C接收一个字节
* @param 无
* @retval 接收到的一个字节数据
*/
unsigned char I2C_ReceiveByte(void)
{
unsigned char i,Byte=0x00;
I2C_SDA=1;
for(i=0;i<8;i++)
{
I2C_SCL=1;
if(I2C_SDA){Byte|=(0x80>>i);}
I2C_SCL=0;
}
return Byte;
}
IIC发送数据流程
Start: IIC开始信号,表示开始传输。
DEVICE_ADDRESS:: 从设备地址,就是7位从机地址
R/W: W(write)为写,R(read)为读
ACK: 应答信号
WORD_ADDRESS : 从机中对应的寄存器地址 比方说访问 OLED中的 某个寄存器
DATA: 发送的数据
STOP: 停止信号。结束IIC
主机要向从机写数据时:
- 主机首先产生START信号
- 然后紧跟着发送一个从机地址,这个地址共有7位,紧接着的第8位是数据方 向位(R/W),0表示主机发送数据(写),1表示主机接收数据(读)
- 主机发送地址时,总线上的每个从机都将这7位地址码与自己的地址进行比较,若相同,则认为自己正在被主机寻址,根据R/T位将自己确定为发送器和接收器
- 这时候主机等待从机的应答信号(A)
- 当主机收到应答信号时,发送要访问从机的那个地址, 继续等待从机的应答信号
- 当主机收到应答信号时,发送N个字节的数据,继续等待从机的N次应答信号,
- 主机产生停止信号,结束传送过程。
IIC读数据:
主机要从从机读数据时
- 主机首先产生START信号
- 然后紧跟着发送一个从机地址,注意此时该地址的第8位为0,表明是向从机写命令,
- 这时候主机等待从机的应答信号(ACK)
- 当主机收到应答信号时,发送要访问的地址,继续等待从机的应答信号,
- 当主机收到应答信号后,主机要改变通信模式(主机将由发送变为接收,从机将由接收变为发送)所以主机重新发送一个开始start信号,然后紧跟着发送一个从机地址,注意此时该地址的第8位为1,表明将主机设 置成接收模式开始读取数据,
- 这时候主机等待从机的应答信号,当主机收到应答信号时,就可以接收1个字节的数据,当接收完成后,主机发送非应答信号,表示不在接收数据
- 主机进而产生停止信号,结束传送过程。
24C02是一个2K Bit的串行EEPROM存储器(掉电不丢失),内部含有256个字节。在24C02里面有一个8字节的页写缓冲器。
在这里插入图片描述
A0,A1,A2:硬件地址引脚
WP:写保护引脚,接高电平只读,接地允许读和写
SCL和SDA:IIC总线
可
以看出对于不同大小的24Cxx,具有不同的从器件地址。由于24C02为2k容量,也就是说只需要参考图中第一行的内容:
芯片的寻址:
AT24C设备地址为如下,前四位固定为1010,A2~A0为由管脚电平。AT24CXX EEPROM Board模块中默认为接地。A2~A0为000,最后一位表示读写操作。所以AT24Cxx的读地址为0xA1,写地址为0xA0。
也就是说如果是
写24C02的时候,从器件地址为10100000(0xA0);
读24C02的时候,从器件地址为10100001(0xA1)。
片内地址寻址:
芯片寻址可对内部256B中的任一个进行读/写操作,其寻址范围为00~FF,共256个寻址单位
对应的修改 A2A1A0 三位数据即可。
操作时序:
MCU先发送一个开始信号(START)启动总线
接着跟上首字节,发送器件写操作地址(DEVICE ADDRESS)+写数据(0xA0)
等待应答信号(ACK)
发送数据的存储地址。24C02一共有256个字节的存储空间,地址从0x00~0xFF,想把数据存储>在哪个位置,此刻写的就是哪个地址。
发送要存储的数据第一字节、第二字节、…注意在写数据的过程中,E2PROM每个字节都会>回应一个“应答位0”,老告诉我们写E2PROM数据成功,如果没有回应答位,说明写入不成功。
发送结束信号(STOP)停止总线
注意:
在写数据的过程中,每成功写入一个字节,E2PROM存储空间的地址就会自动加1,当加到0xFF后,再写一个字节,地址就会溢出又变成0x00。
写数据的时候需要注意,E2PROM是先写到缓冲区,然后再“搬运到”到掉电非易失区。所以这个过程需要一定的时间,AT24C02这个过程是不超过5ms!
所以,当我们在写多个字节时,写入一个字节之后,再写入下一个字节之前,必须延时5ms才可以
代码如下:
#define AT24C02_ADDRESS 0xA0
/**
* @brief AT24C02写入一个字节
* @param WordAddress 要写入字节的地址
* @param Data 要写入的数据
* @retval 无
*/
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data)
{
I2C_Start();
I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);
I2C_ReceiveAck();
I2C_SendByte(WordAddress);
I2C_ReceiveAck();
I2C_SendByte(Data);
I2C_ReceiveAck();
I2C_Stop();
}
从AT24C02中读数据
读当前地址的数据
MCU先发送一个开始信号(START)启动总线
接着跟上首字节,发送器件写操作地址(DEVICE ADDRESS)+写数据(0xA0)
注意:这里写操作是为了要把所要读的数据的存储地址先写进去,告诉E2PROM要读取哪个地址的数据。
发送要读取内存的地址(WORD ADDRESS),通知E2PROM读取要哪个地址的信息。
重新发送开始信号(START)
发送设备读操作地址(DEVICE ADDRESS)对E2PROM进行读操作 (0xA1)
E2PROM会自动向主机发送数据,主机读取从器件发回的数据,在读一个字节后,MCU会回应一个应答信号(ACK)后,E2PROM会继续传输下一个地址的数据,MCU不断回应应答信号可以不断读取内存的数据
如果不想读了,告诉E2PROM不想要数据了,就发送一个“非应答位NAK(1)”。发送结束信号(STOP)停止总线
/**
* @brief AT24C02读取一个字节
* @param WordAddress 要读出字节的地址
* @retval 读出的数据
*/
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress)
{
unsigned char Data;
I2C_Start();
I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);
I2C_ReceiveAck();
I2C_SendByte(WordAddress);
I2C_ReceiveAck();
I2C_Start();
I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS|0x01);
I2C_ReceiveAck();
Data=I2C_ReceiveByte();
I2C_SendAck(1);
I2C_Stop();
return Data;
}
实验示例:
main.c
#include
#include "LCD1602.h"
#include "Key.h"
#include "AT24C02.h"
#include "Delay.h"
unsigned char KeyNum;
unsigned int Num;
void main()
{
LCD_Init();
LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
while(1)
{
KeyNum=Key();
if(KeyNum==1) //K1按键,Num自增
{
Num++;
LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
}
if(KeyNum==2) //K2按键,Num自减
{
Num--;
LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
}
if(KeyNum==3) //K3按键,向AT24C02写入数据
{
AT24C02_WriteByte(0,Num%256);
Delay(5);
AT24C02_WriteByte(1,Num/256);
Delay(5);
LCD_ShowString(2,1,"Write OK");
Delay(1000);
LCD_ShowString(2,1," ");
}
if(KeyNum==4) //K4按键,从AT24C02读取数据
{
Num=AT24C02_ReadByte(0);
Num|=AT24C02_ReadByte(1)<<8;
LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
LCD_ShowString(2,1,"Read OK ");
Delay(1000);
LCD_ShowString(2,1," ");
}
}
}
Delay.c
void Delay(unsigned int xms)
{
unsigned char i, j;
while(xms--)
{
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
}
Delay.h
#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__
void Delay(unsigned int xms);
#endif
LCD1602.c
#include
//引脚配置:
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_EN=P2^7;
#define LCD_DataPort P0
//函数定义:
/**
* @brief LCD1602延时函数,12MHz调用可延时1ms
* @param 无
* @retval 无
*/
void LCD_Delay()
{
unsigned char i, j;
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
/**
* @brief LCD1602写命令
* @param Command 要写入的命令
* @retval 无
*/
void LCD_WriteCommand(unsigned char Command)
{
LCD_RS=0;
LCD_RW=0;
LCD_DataPort=Command;
LCD_EN=1;
LCD_Delay();
LCD_EN=0;
LCD_Delay();
}
/**
* @brief LCD1602写数据
* @param Data 要写入的数据
* @retval 无
*/
void LCD_WriteData(unsigned char Data)
{
LCD_RS=1;
LCD_RW=0;
LCD_DataPort=Data;
LCD_EN=1;
LCD_Delay();
LCD_EN=0;
LCD_Delay();
}
/**
* @brief LCD1602设置光标位置
* @param Line 行位置,范围:1~2
* @param Column 列位置,范围:1~16
* @retval 无
*/
void LCD_SetCursor(unsigned char Line,unsigned char Column)
{
if(Line==1)
{
LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1));
}
else if(Line==2)
{
LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1+0x40));
}
}
/**
* @brief LCD1602初始化函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void LCD_Init()
{
LCD_WriteCommand(0x38);//八位数据接口,两行显示,5*7点阵
LCD_WriteCommand(0x0c);//显示开,光标关,闪烁关
LCD_WriteCommand(0x06);//数据读写操作后,光标自动加一,画面不动
LCD_WriteCommand(0x01);//光标复位,清屏
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置上显示一个字符
* @param Line 行位置,范围:1~2
* @param Column 列位置,范围:1~16
* @param Char 要显示的字符
* @retval 无
*/
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char)
{
LCD_SetCursor(Line,Column);
LCD_WriteData(Char);
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始显示所给字符串
* @param Line 起始行位置,范围:1~2
* @param Column 起始列位置,范围:1~16
* @param String 要显示的字符串
* @retval 无
*/
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String)
{
unsigned char i;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=0;String[i]!='\0';i++)
{
LCD_WriteData(String[i]);
}
}
/**
* @brief 返回值=X的Y次方
*/
int LCD_Pow(int X,int Y)
{
unsigned char i;
int Result=1;
for(i=0;i0;i--)
{
LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始以有符号十进制显示所给数字
* @param Line 起始行位置,范围:1~2
* @param Column 起始列位置,范围:1~16
* @param Number 要显示的数字,范围:-32768~32767
* @param Length 要显示数字的长度,范围:1~5
* @retval 无
*/
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i;
unsigned int Number1;
LCD_SetCursor(Line,Column);
if(Number>=0)
{
LCD_WriteData('+');
Number1=Number;
}
else
{
LCD_WriteData('-');
Number1=-Number;
}
for(i=Length;i>0;i--)
{
LCD_WriteData(Number1/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始以十六进制显示所给数字
* @param Line 起始行位置,范围:1~2
* @param Column 起始列位置,范围:1~16
* @param Number 要显示的数字,范围:0~0xFFFF
* @param Length 要显示数字的长度,范围:1~4
* @retval 无
*/
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i,SingleNumber;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=Length;i>0;i--)
{
SingleNumber=Number/LCD_Pow(16,i-1)%16;
if(SingleNumber<10)
{
LCD_WriteData(SingleNumber+'0');
}
else
{
LCD_WriteData(SingleNumber-10+'A');
}
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始以二进制显示所给数字
* @param Line 起始行位置,范围:1~2
* @param Column 起始列位置,范围:1~16
* @param Number 要显示的数字,范围:0~1111 1111 1111 1111
* @param Length 要显示数字的长度,范围:1~16
* @retval 无
*/
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=Length;i>0;i--)
{
LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(2,i-1)%2+'0');
}
}
LCD1602.h
#ifndef __LCD1602_H__
#define __LCD1602_H__
//用户调用函数:
void LCD_Init();
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char);
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String);
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
#endif
Key.c
#include
#include "Delay.h"
/**
* @brief 获取独立按键键码
* @param 无
* @retval 按下按键的键码,范围:0~4,无按键按下时返回值为0
*/
unsigned char Key()
{
unsigned char KeyNumber=0;
if(P3_1==0){Delay(20);while(P3_1==0);Delay(20);KeyNumber=1;}
if(P3_0==0){Delay(20);while(P3_0==0);Delay(20);KeyNumber=2;}
if(P3_2==0){Delay(20);while(P3_2==0);Delay(20);KeyNumber=3;}
if(P3_3==0){Delay(20);while(P3_3==0);Delay(20);KeyNumber=4;}
return KeyNumber;
}
Key.h
#ifndef __KEY_H__
#define __KEY_H__
unsigned char Key();
#endif
AT24C02.c
#include
#include "I2C.h"
#define AT24C02_ADDRESS 0xA0
/**
* @brief AT24C02写入一个字节
* @param WordAddress 要写入字节的地址
* @param Data 要写入的数据
* @retval 无
*/
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data)
{
I2C_Start();
I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);
I2C_ReceiveAck();
I2C_SendByte(WordAddress);
I2C_ReceiveAck();
I2C_SendByte(Data);
I2C_ReceiveAck();
I2C_Stop();
}
/**
* @brief AT24C02读取一个字节
* @param WordAddress 要读出字节的地址
* @retval 读出的数据
*/
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress)
{
unsigned char Data;
I2C_Start();
I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);
I2C_ReceiveAck();
I2C_SendByte(WordAddress);
I2C_ReceiveAck();
I2C_Start();
I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS|0x01);
I2C_ReceiveAck();
Data=I2C_ReceiveByte();
I2C_SendAck(1);
I2C_Stop();
return Data;
}
AT24c02.h
#ifndef __AT24C02_H__
#define __AT24C02_H__
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data);
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress);
#endif
I2.c
#include
sbit I2C_SCL=P2^1;
sbit I2C_SDA=P2^0;
/**
* @brief I2C开始
* @param 无
* @retval 无
*/
void I2C_Start(void)
{
I2C_SDA=1;
I2C_SCL=1;
I2C_SDA=0;
I2C_SCL=0;
}
/**
* @brief I2C停止
* @param 无
* @retval 无
*/
void I2C_Stop(void)
{
I2C_SDA=0;
I2C_SCL=1;
I2C_SDA=1;
}
/**
* @brief I2C发送一个字节
* @param Byte 要发送的字节
* @retval 无
*/
void I2C_SendByte(unsigned char Byte)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
I2C_SDA=Byte&(0x80>>i);
I2C_SCL=1;
I2C_SCL=0;
}
}
/**
* @brief I2C接收一个字节
* @param 无
* @retval 接收到的一个字节数据
*/
unsigned char I2C_ReceiveByte(void)
{
unsigned char i,Byte=0x00;
I2C_SDA=1;
for(i=0;i<8;i++)
{
I2C_SCL=1;
if(I2C_SDA){Byte|=(0x80>>i);}
I2C_SCL=0;
}
return Byte;
}
/**
* @brief I2C发送应答
* @param AckBit 应答位,0为应答,1为非应答
* @retval 无
*/
void I2C_SendAck(unsigned char AckBit)
{
I2C_SDA=AckBit;
I2C_SCL=1;
I2C_SCL=0;
}
/**
* @brief I2C接收应答位
* @param 无
* @retval 接收到的应答位,0为应答,1为非应答
*/
unsigned char I2C_ReceiveAck(void)
{
unsigned char AckBit;
I2C_SDA=1;
I2C_SCL=1;
AckBit=I2C_SDA;
I2C_SCL=0;
return AckBit;
}
I2.c
#ifndef __I2C_H__
#define __I2C_H__
void I2C_Start(void);
void I2C_Stop(void);
void I2C_SendByte(unsigned char Byte);
unsigned char I2C_ReceiveByte(void);
void I2C_SendAck(unsigned char AckBit);
unsigned char I2C_ReceiveAck(void);
#endif
扩展示例:
秒表
main.c
#include
#include "Timer0.h"
#include "Key.h"
#include "Nixie.h"
#include "Delay.h"
#include "AT24C02.h"
unsigned char KeyNum;
unsigned char Min,Sec,MiniSec;
unsigned char RunFlag;
void main()
{
Timer0_Init();
while(1)
{
KeyNum=Key();
if(KeyNum==1) //K1按键按下
{
RunFlag=!RunFlag; //启动标志位翻转
}
if(KeyNum==2) //K2按键按下
{
Min=0; //分秒清0
Sec=0;
MiniSec=0;
}
if(KeyNum==3) //K3按键按下
{
AT24C02_WriteByte(0,Min); //将分秒写入AT24C02
Delay(5);
AT24C02_WriteByte(1,Sec);
Delay(5);
AT24C02_WriteByte(2,MiniSec);
Delay(5);
}
if(KeyNum==4) //K4按键按下
{
Min=AT24C02_ReadByte(0); //读出AT24C02数据
Sec=AT24C02_ReadByte(1);
MiniSec=AT24C02_ReadByte(2);
}
Nixie_SetBuf(1,Min/10); //设置显示缓存,显示数据
Nixie_SetBuf(2,Min%10);
Nixie_SetBuf(3,11);
Nixie_SetBuf(4,Sec/10);
Nixie_SetBuf(5,Sec%10);
Nixie_SetBuf(6,11);
Nixie_SetBuf(7,MiniSec/10);
Nixie_SetBuf(8,MiniSec%10);
}
}
/**
* @brief 秒表驱动函数,在中断中调用
* @param 无
* @retval 无
*/
void Sec_Loop(void)
{
if(RunFlag)
{
MiniSec++;
if(MiniSec>=100)
{
MiniSec=0;
Sec++;
if(Sec>=60)
{
Sec=0;
Min++;
if(Min>=60)
{
Min=0;
}
}
}
}
}
void Timer0_Routine() interrupt 1
{
static unsigned int T0Count1,T0Count2,T0Count3;
TL0 = 0x18; //设置定时初值
TH0 = 0xFC; //设置定时初值
T0Count1++;
if(T0Count1>=20)
{
T0Count1=0;
Key_Loop(); //20ms调用一次按键驱动函数
}
T0Count2++;
if(T0Count2>=2)
{
T0Count2=0;
Nixie_Loop();//2ms调用一次数码管驱动函数
}
T0Count3++;
if(T0Count3>=10)
{
T0Count3=0;
Sec_Loop(); //10ms调用一次数秒表驱动函数
}
}
Nixie.c
#include
#include "Delay.h"
//数码管显示缓存区
unsigned char Nixie_Buf[9]={0,10,10,10,10,10,10,10,10};
//数码管段码表
unsigned char NixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x00,0x40};
/**
* @brief 设置显示缓存区
* @param Location 要设置的位置,范围:1~8
* @param Number 要设置的数字,范围:段码表索引范围
* @retval 无
*/
void Nixie_SetBuf(unsigned char Location,Number)
{
Nixie_Buf[Location]=Number;
}
/**
* @brief 数码管扫描显示
* @param Location 要显示的位置,范围:1~8
* @param Number 要显示的数字,范围:段码表索引范围
* @retval 无
*/
void Nixie_Scan(unsigned char Location,Number)
{
P0=0x00; //段码清0,消影
switch(Location) //位码输出
{
case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;
case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;
case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;
case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;
case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;
case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;
case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;
case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;
}
P0=NixieTable[Number]; //段码输出
}
/**
* @brief 数码管驱动函数,在中断中调用
* @param 无
* @retval 无
*/
void Nixie_Loop(void)
{
static unsigned char i=1;
Nixie_Scan(i,Nixie_Buf[i]);
i++;
if(i>=9){i=1;}
}
Nixie.h
#ifndef __NIXIE_H__
#define __NIXIE_H__
void Nixie_SetBuf(unsigned char Location,Number);
void Nixie_Scan(unsigned char Location,Number);
void Nixie_Loop(void);
#endif
Key.c
#include
#include "Delay.h"
unsigned char Key_KeyNumber;
/**
* @brief 获取按键键码
* @param 无
* @retval 按下按键的键码,范围:0,1~4,0表示无按键按下
*/
unsigned char Key(void)
{
unsigned char Temp=0;
Temp=Key_KeyNumber;
Key_KeyNumber=0;
return Temp;
}
/**
* @brief 获取当前按键的状态,无消抖及松手检测
* @param 无
* @retval 按下按键的键码,范围:0,1~4,0表示无按键按下
*/
unsigned char Key_GetState()
{
unsigned char KeyNumber=0;
if(P3_1==0){KeyNumber=1;}
if(P3_0==0){KeyNumber=2;}
if(P3_2==0){KeyNumber=3;}
if(P3_3==0){KeyNumber=4;}
return KeyNumber;
}
/**
* @brief 按键驱动函数,在中断中调用
* @param 无
* @retval 无
*/
void Key_Loop(void)
{
static unsigned char NowState,LastState;
LastState=NowState; //按键状态更新
NowState=Key_GetState(); //获取当前按键状态
//如果上个时间点按键按下,这个时间点未按下,则是松手瞬间,以此避免消抖和松手检测
if(LastState==1 && NowState==0)
{
Key_KeyNumber=1;
}
if(LastState==2 && NowState==0)
{
Key_KeyNumber=2;
}
if(LastState==3 && NowState==0)
{
Key_KeyNumber=3;
}
if(LastState==4 && NowState==0)
{
Key_KeyNumber=4;
}
}
Key.h
#ifndef __KEY_H__
#define __KEY_H__
unsigned char Key(void);
void Key_Loop(void);
#endif
Timer.c
#include
/**
* @brief 定时器0初始化,1毫秒@12.000MHz
* @param 无
* @retval 无
*/
void Timer0_Init(void)
{
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
TMOD |= 0x01; //设置定时器模式
TL0 = 0x18; //设置定时初值
TH0 = 0xFC; //设置定时初值
TF0 = 0; //清除TF0标志
TR0 = 1; //定时器0开始计时
ET0=1;
EA=1;
PT0=0;
}
/*定时器中断函数模板
void Timer0_Routine() interrupt 1
{
static unsigned int T0Count;
TL0 = 0x18; //设置定时初值
TH0 = 0xFC; //设置定时初值
T0Count++;
if(T0Count>=1000)
{
T0Count=0;
}
}
*/
Timer.h
#ifndef __TIMER0_H__
#define __TIMER0_H__
void Timer0_Init(void);
#endif
这里将显示换成了数码管,加入了定时器去计数,其余不变。
软件IIC和硬件IIC
IIC分为软件IIC和硬件IIC
软件IIC:软件IIC通信指的是用单片机的两个I/O端口模拟出来的IIC,用软件控制管脚状态以模拟I2C通信波形,软件模拟寄存器的工作方式。
硬件IIC:一块硬件电路,硬件I2C对应芯片上的I2C外设,有相应I2C驱动电路,其所使用的I2C管脚也是专用的,硬件(固件)I2C是直接调用内部寄存器进行配置。
硬件I2C的效率要远高于软件的,而软件I2C由于不受管脚限制,接口比较灵活。