蓝桥杯单片机之I2C 总线原理及应用
1.I2C简单介绍
I2C(Inter-Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。I2C总线产生于在80年代,最初为音频和视频设备开发,如今主要在服务器管理中使用,其中包括单个组件状态的通信。 I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。是一种多主机总线;当主机竞争时,有主机冲裁机制。
2.I2C总线原理
I2c总线只有两根双向信号线,一根是数据线SDA,另一根是时钟线SCL。
I2C通过上拉电阻接正电源。当总线处于空闲状态下,两条信号线为高电平。连接到总线任意一个器件输出为低电平,都会使总线的信号变低,即每个器件的SDA和SCL都是线“与”关系。
3.I2C传输规范
<1>数据位的有效性
I2C总线进行数据传送时,时钟信号为高电平期间,数据线上的数据必须保持稳定,只有时钟线上的信号为低电平期间,数据线上的高电平和低电平状态才允许变化。
<2>起始信号和终止信号
起始信号:当 SCL 为高电平时,SDA 由高变低。
终止信号:当 SCL 为高电平时,SDA 由低变高。
4.I2C总线传输格式
发送到SDA线上的每个字节必须是8位,每次传输可以发送的字节数量不受限制,每个字节后必须跟一个ACK应答位,数据从最高有效位(MSB)开始传输。
以上是对IIC总线大致介绍,下面回到我们蓝桥杯单片机开发的正题上来。
一.I2C驱动程序(包含六个函数)
1.起始信号 2.产生应答 3.停止信号 4.等待应答 5.发送数据 6.接收数据
下面请看最新驱动程序:
//头文件
#include "iic.h"
//总线启动条件
void IIC_Start(void)
{
SDA = 1;
SCL = 1;
somenop;
SDA = 0;
somenop;
SCL = 0;
}
//总线停止条件
void IIC_Stop(void)
{
SDA = 0;
SCL = 1;
somenop;
SDA = 1;
}
//应答位控制
void IIC_Ack(unsigned char ackbit)
{
if(ackbit)
{
SDA = 0;
}
else
{
SDA = 1;
}
somenop;
SCL = 1;
somenop;
SCL = 0;
SDA = 1;
somenop;
}
//等待应答
bit IIC_WaitAck(void)
{
SDA = 1;
somenop;
SCL = 1;
somenop;
if(SDA)
{
SCL = 0;
IIC_Stop();
return 0;
}
else
{
SCL = 0;
return 1;
}
}
//通过I2C总线发送数据
void IIC_SendByte(unsigned char byt)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
if(byt&0x80)
{
SDA = 1;
}
else
{
SDA = 0;
}
somenop;
SCL = 1;
byt <<= 1;
somenop;
SCL = 0;
}
}
//从I2C总线上接收数据
unsigned char IIC_RecByte(void)
{
unsigned char da;
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
SCL = 1;
somenop;
da <<= 1;
if(SDA)
da |= 0x01;
SCL = 0;
somenop;
}
return da;
}
以上为比赛提供的代码,需要自己添加IIC_Read()
unsigned char IIC_Read(unsigned char add)
{
unsigned char dat;
IIC_Start();
IIC_SendByte(0x90);
IIC_WaitAck();
IIC_SendByte(add);
IIC_WaitAck();
IIC_Stop();
IIC_Start();
IIC_SendByte(0x91);
IIC_WaitAck();
dat = IIC_RecByte();
IIC_Ack(0);
IIC_Stop();
return dat;
}
其中设备地址为PCF8591(可以自行修改,仅供参考之用)
读操作地址为:0x91 写操作地址:0x90
若使用24C02 EEPROM 时,相应设备地址:
读操作地址为:0xA1 写操作地址:0xA0
[注意]
要在主函数中读取相应通道 电位器 Rb2 接AIN3 : 0X03
光敏传感器接AIN1: 0X01