I2C總線入門-學會運用pcf8591

ID:86791 · 發表于 2015-7-27 09:31

1）最近學習51單片機，學到A/D,D/A轉換的時候發現我板子上的轉換芯片不是書上所講的ADC0804和DAC0832而是PCF8591T，看了一下它的數據手冊，發現它并不是書上所說的并行傳輸數據，是使用 I2C 總線傳輸的。搞了兩天才搞懂，寫出來給大家分享一下，不足之處請務必不吝指出。

以上是I2C總線的簡單介紹。

就比如說AT24C02存儲芯片，和PCF8591數模模數轉換芯片都支持I2C端口。（如下圖）

2）接下來看如何使用I2C總線進行通信

以上是I2C總線通信的格式。
由上圖可以看出進行通信需要以下幾個步驟
a.初始化I2C總線

就是把SDA和SCL都變成高電平。

void init() //初始化
{
SDA=1;
delay();
SCL=1;
delay();
}

delay（）為延時函數

void delay() //延時4-5個微秒
{;;}

b.發送起始信號

就是保持SCL為高電平，而SDA從高電平降為低電平（這是I2C總線的規定，別問我為什么）

void start()//起始信號
{
SDA=1;
delay();
SCL=1;
delay();
SDA=0;
delay();
}

c.發送地址字（芯片的硬件地址）

（8591的數據手冊）
前四位對同一種芯片來說是固定的，不同的芯片之間不同。就像pcf8591是1001而at24c02是1010

接下來三位A0，A1，A2是可編程的三個地址位，這里說說的編程并不是通過軟件編程，而是把A0，A1，A2三個引腳接不同的電壓來確定數值。接VCC表示1，接GND表示0。為什么要有這三個呢？因為有可能你在I2C總線上“并聯”了不止一個相同的元件（比如說接了三個8591），那你如何來分辨你要操作的是哪一個芯片呢，就是通過設置A0，A1，A2的數值，來區別。可編程的地址一個有三位，也就是說最多可以接8個相同的芯片在同一個I2C總線上。
最后一位是讀/寫位，1為讀，0為寫。

@如何寫數據
寫數據只需要按照時序圖
1.先將SCL置0（只有它為0的時候SDA才允許變化）
2.改變SDA是數值（就是你當前要穿的一位是0還是1）
3.把SCL置1（此時芯片就會讀取總線上的數據）
下面是代碼

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

[cpp] view plain copy

void write_byte(uchar date) //寫一字節數據
{
uchar i,temp;
temp=date;
for(i=0;i<8;i++)
{
temp=temp<<1; //左移一位移出的一位在CY中
SCL=0; //只有在scl=0時sda能變化值
delay();
SDA=CY;
delay();
SCL=1;
delay();
}
SCL=0;
delay();
SDA=1;
delay();
}

發送地址的時候只需把地址傳給該函數即可。

d.應答（ACK）
每接受或發送一字節數據后都需要發送一位應答，來表是否收到了前面一個字節的數據。

[cpp] view plain copy

void respons()//應答相當于一個智能的延時函數
{
uchar i;
SCL=1;
delay();
while((SDA==1)&&(i<250))//沒收到應答，我等!~~
i++; //等了250次沒收到就不管他了，就當他收到了-_-
//其實沒收到的話可以結束程序的
SCL=0;
delay();
}

e.發送/接受數據（取決于前面地址字的最后一位讀/寫位）
發送數據和上面的發送地址調用同一個函數，只要穿給他數據即可。
接收數據其實和發送數據差不多，只不過要把接收到的數據一位一位拼裝成一字節數據，看代碼~

uchar read_byte()
{
uchar i,k;
SCL=0;
delay();
SDA=1;
delay();
for(i=0;i<8;i++)
{
SCL=1;
delay();
k=(k<<1)|SDA;//先左移一位，再在最低位接受當前位
SCL=0;
delay();
}
return k;
}

f.應答
g.·······如此循環，直到數據一個字一個字的發完
h.發送終止信號
就是SCL在高電平的時候SDA由低電平變成高電平

void stop() //停止信號
{
SDA=0;
delay();
SCL=1;
delay();
SDA=1;
delay();
}

以上就是整個數據傳輸的過程了

為了更好的掌握I2C總線我在此放兩個例子，一個是書上（郭天祥的，你們懂的）EPROM存儲定時時間的例子，還有就是用PCF8591進行D/A轉換的例子。

1.EPROM存儲定時時間

//JP10（P0）接JP12
//我發現數據手冊（電路圖pdf）上錯了 SCL連的是P2^1 而SDA連的P2^0
//程序功能：在數碼管上顯示數字，每隔1s增加1
// 但是每次復位或者掉電程序都會把當前數值存儲到AT24C02中，并在下次啟動時讀取
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
bit write=0; //寫24c02的標志
sbit SCL=P2^1; //串行時鐘輸入端
sbit SDA=P2^0; //串行數據輸入端
sbit LS138A=P2^2;//138譯碼器的3位控制數碼管的
sbit LS138B=P2^3;
sbit LS138C=P2^4;
uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //數顯管字模
uchar second,tempt; //second用來計秒數，tempt用來臨時存放0.05s的次數滿20即1s寫入
void delay() //延時4-5個微秒
{;;}
void delay_1ms(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--)
;
}
void start()//起始信號
{
SDA=1;
delay();
SCL=1;
delay();
SDA=0;
delay();
}
void stop() //停止信號
{
SDA=0;
delay();
SCL=1;
delay();
SDA=1;
delay();
}
void respons()//應答相當于一個智能的延時函數
{
uchar i;
SCL=1;
delay();
while((SDA==1)&&(i<250))//沒收到應答，我等!~~
i++; //等了250次沒收到就不管他了，就當他收到了-_-
//其實沒收到的話可以結束程序的
SCL=0;
delay();
}
void init() //初始化
{
SDA=1;
delay();
SCL=1;
delay();
}
void write_byte(uchar date) //寫一字節數據
{
uchar i,temp;
temp=date;
for(i=0;i<8;i++)
{
temp=temp<<1; //左移一位移出的一位在CY中
SCL=0; //只有在scl=0時sda能變化值
delay();
SDA=CY;
delay();
SCL=1;
delay();
}
SCL=0;
delay();
SDA=1;
delay();
}
uchar read_byte()
{
uchar i,k;
SCL=0;
delay();
SDA=1;
delay();
for(i=0;i<8;i++)
{
SCL=1;
delay();
k=(k<<1)|SDA;//先左移一位，再在最低位接受當前位
SCL=0;
delay();
}
return k;
}
void write_add(uchar address,uchar date)
{
start();
write_byte(0xa0); //10100000 前四位固定接下來三位全部被接地了所以都是0 最后一位是寫所以為低電平
respons();
write_byte(address);
respons();
write_byte(date);
respons();
stop();
}
uchar read_add(uchar address)
{
uchar date;
start();
write_byte(0xa0);
respons();
write_byte(address);
respons();
start();
write_byte(0xa1);
respons();
date=read_byte();
stop();
return date;
}
void display(uchar ge,uchar shi)
{
P0=0xff;
LS138A=0; //第一位
LS138B=0;
LS138C=0;
P0=table[ge];
delay_1ms(5);
P0=0xff;
LS138A=1; //第二位
LS138B=0;
LS138C=0;
P0=table[shi];
delay_1ms(5);
P0=0xff;
}
void main()
{
init();
second=read_add(2); //讀出保存的數據
if(second>=100)
second=0;
TMOD=0x01; //定時器工作方式1
ET0=1;
EA=1;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
TR0=1; //開始計時
while(1)
{
display(second/10,second%10);
if(write==1)
{
write=0;
write_add(2,second);
}
}
}
void t0() interrupt 1
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
tempt++;
if(tempt==20)
{
tempt=0;
second++;
write=1;
if(second==100)
second=0;
}
}

這是電路圖

2.DA轉換

//I2C總線很強大
//程序功能：通過DA轉換把輸出電壓逐漸增大，使加在上面的發光二級管慢慢變亮
// 到最亮后再變暗，如此循環
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define PCF8591 0x90 //PCF8591 地址
sbit SCL=P2^1; //串行時鐘輸入端
sbit SDA=P2^0; //串行數據輸入端
void delay() //延時4-5個微秒
{;;}
void delay_1ms(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--)
;
}
void start()//開始信號
{
SDA=1;
delay();
SCL=1;
delay();
SDA=0;
delay();
}
void stop() //停止信號
{
SDA=0;
delay();
SCL=1;
delay();
SDA=1;
delay();
}
void respons()//應答相當于一個智能的延時函數
{
uchar i;
SCL=1;
delay();
while((SDA==1)&&(i<250))
i++;
SCL=0;
delay();
}
void init() //初始化
{
SDA=1;
delay();
SCL=1;
delay();
}
void write_byte(uchar date) //寫一字節數據
{
uchar i,temp;
temp=date;
for(i=0;i<8;i++)
{
temp=temp<<1; //左移一位移出的一位在CY中
SCL=0; //只有在scl=0時sda能變化值
delay();
SDA=CY;
delay();
SCL=1;
delay();
}
SCL=0;
delay();
SDA=1;
delay();
}
void write_add(uchar control,uchar date)
{
start();
write_byte(PCF8591); //10010000 前四位固定接下來三位全部被接地了所以都是0 最后一位是寫所以為低電平
respons();
write_byte(control);
respons();
write_byte(date);
respons();
stop();
}
void main()
{
uchar a;
init();
while(1)
{
write_add(0x40,a);
delay_1ms(5);
a++;
if(a>250)
a=0;
}
}

ID:307472 · 發表于 2018-4-13 21:05

大神 666

ID:269211 · 發表于 2018-4-14 08:03

大神 666 初學者對I2C的確比較難理解

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I2C總線入門-學會運用pcf8591

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