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文檔簡(jiǎn)介

1、 西安郵電學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)題 目:基于I2C總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 院 (系): 自動(dòng)化 專 業(yè): 自動(dòng)化 班 級(jí): 自動(dòng)0702班 學(xué)生姓名: 任杰 導(dǎo)師姓名: 周生祥 職稱: 副教授 起止時(shí)間:2011年03月14日 至2011年06月19日西 安 郵 電 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 學(xué)生姓名:任杰 指導(dǎo)教師:周生祥職稱:副教授系別:自動(dòng)化學(xué)院專業(yè):自動(dòng)化題目:基于I2C總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 任務(wù)與要求了解I2C總線的協(xié)議及規(guī)范,編寫其控制模塊。并對(duì)編寫的模塊進(jìn)行仿真,仿真無(wú)誤后,進(jìn)行硬件的焊接,完成I2C總線的數(shù)據(jù)采集。開始日期2010年3月14日完成日期2010年6月19日系

2、主任(簽字)年月日西 安 郵 電 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論文) 工 作 計(jì) 劃 學(xué)生姓名_任杰 _指導(dǎo)教師_周生祥_職稱_副教授_系別_ _自動(dòng)化學(xué)院 _專業(yè)_自動(dòng)化_ 題目_ 基于I2C總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) _ _ _ 工作進(jìn)程:起 止 時(shí) 間工 作 內(nèi) 容2011.3.142011.3.20 了解編寫此課題的背景知識(shí),具體細(xì)節(jié),明確所涉及的內(nèi)容,確立畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目;2011.3.302011.4.13 學(xué)習(xí)有關(guān)I2C協(xié)議的相關(guān)知識(shí),包括I2C的,I2C協(xié)議及規(guī)范,和硬件模塊的設(shè)計(jì);2011.4.142011.4.20 規(guī)劃設(shè)計(jì)方案,學(xué)習(xí)相關(guān)EDA工具的使用方法包括Proteus等;2011

3、.4.212011.5.18 編寫硬件代碼、仿真,綜合;2011.5.192011.6.1 形成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文,請(qǐng)指導(dǎo)老師評(píng)改,改進(jìn)并加以整合,完成設(shè)計(jì);2011.6.42011.6. 19 書寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、整理,準(zhǔn)備PPT,答辯。主要參考書目(資料)主要儀器設(shè)備及材料對(duì)計(jì)劃的說(shuō)明無(wú)硬件描述語(yǔ)言相關(guān)書籍相關(guān)EDA軟件的參考資料keil開發(fā)板一套計(jì)算機(jī)一臺(tái),相關(guān)EDA軟件。論文(設(shè)計(jì))過(guò)程中教師的指導(dǎo)安排1、 提交開題報(bào)告,敘述對(duì)畢業(yè)論文任務(wù)書的理解和完成計(jì)劃;2、 上報(bào)畢業(yè)論文和完成步驟和情況;3、 完成余下的工作計(jì)劃,預(yù)計(jì)困難,對(duì)應(yīng)的措施;4、 按要求上交設(shè)計(jì)成果與論文,進(jìn)行相應(yīng)的答辯西安郵

4、電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告自動(dòng)化 院(系)自動(dòng)化 專業(yè) 07 級(jí) 02 班課題名稱:基I2C總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 學(xué)生姓名: 任杰 學(xué)號(hào):06071043指導(dǎo)教師: 周生祥 報(bào)告日期: 2011-3-30 1本課題所涉及的問題及應(yīng)用現(xiàn)狀綜述1.1 課題所涉及的問題I2C 總線是一種具有自動(dòng)尋址,高低速設(shè)備同步和仲裁等功能的高性能串行總線。能夠?qū)崿F(xiàn)完善的全雙工數(shù)據(jù)傳輸,是各種總線中的使用信號(hào)線數(shù)量最少的。I2C總線只有兩根信號(hào)線:數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL。所有進(jìn)入I2C總線系統(tǒng)中的設(shè)備都帶有I2C總線借口,符合I2C總線電氣規(guī)范的特性,只需將I2C總線上所有的節(jié)點(diǎn)的串行數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線S

5、CL分別與總線的SDA和SCL先連即可。各節(jié)點(diǎn)供電可以不同,但需共地,另外SDA和SCL需要分別接上拉電阻。當(dāng)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送時(shí),啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送并產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的器件稱為主器件;被尋址的任何器件都可看作從器件;發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上的器件稱為發(fā)送器;從總線上接收數(shù)據(jù)的器件稱為接收器。I2C總線是多主機(jī)總線,可以有兩個(gè)或更多的能夠控制總線的器件與總線連接;同時(shí)I2C總線還具有仲裁功能,當(dāng)一個(gè)以上的主器件同時(shí)試圖控制總線時(shí),只允許一個(gè)有效,從而保證數(shù)據(jù)不被破壞.I2C總線的尋址采用純軟件的尋址方法,無(wú)需片選線的連接,這樣就簡(jiǎn)少了總線數(shù)量。主機(jī)在發(fā)送完啟動(dòng)信號(hào)后,立即發(fā)送尋址字節(jié)來(lái)尋址被控器件,并規(guī)定數(shù)據(jù)傳送方向

6、。尋址字節(jié)由7位從機(jī)地址(D7D1)和1位方向位(D0,0/1,讀/寫)組成。當(dāng)主機(jī)發(fā)送尋址字節(jié)時(shí),總線上所有器件都將該尋址字節(jié)中的高7位地址與自己器件的地址比較,若兩者相同,則該器件認(rèn)為被主機(jī)尋址,并根據(jù)讀/寫位確定是從發(fā)送器還是從接收器。I2C總線句有多重主控能力,這就意味著可以允許多個(gè)作為主控器的電路模塊(具有I2C總線接口的彈片機(jī))去搶總線。因此掛接在I2C總線上的集成電路模塊的發(fā)送器/接收器可以根據(jù)不同的工作狀態(tài)反為住控發(fā)送器,主控接受器,被控發(fā)送被控接收器。顯然,具有I2C總線接口的單片機(jī)可以工作在上述4種工作狀態(tài)中的任一狀態(tài),而帶有I2C總線接口的存儲(chǔ)器I2C只有兩根雙向的信號(hào)線

7、,一根是數(shù)據(jù)線SDA,另一根是時(shí)鐘線SCL。所有連接到I2C總線上器件的數(shù)據(jù)線都是接到SDA線上,各器件的時(shí)鐘線均接到SCL線上。每個(gè)連接到總線的器件都可以通過(guò)唯一的地址和一直存在的簡(jiǎn)單的主機(jī)關(guān)系軟件設(shè)定地址,主機(jī)可以作為主機(jī)發(fā)送器或主機(jī)接收器。I2C是一個(gè)真正的多主機(jī)總線,如果兩個(gè)或更多主機(jī)同時(shí)初始化,數(shù)據(jù)傳輸可以通過(guò)沖突檢測(cè)和仲裁防止數(shù)據(jù)被破壞。串行的8位雙向數(shù)據(jù)傳輸位速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達(dá)100bit/s,快速模式下可達(dá)400bit/s,高速模式下可達(dá)3.4Mbit/s。連接到相同總線的IC數(shù)量只受到總線的最大電容400pF限制。I2C總線位傳輸數(shù)據(jù)的有效性是指:SDA線上的數(shù)據(jù)必須在時(shí)鐘

8、的高電平周期保持穩(wěn)定,數(shù)據(jù)線的高或低電平狀態(tài)只有在SCL線的時(shí)鐘信號(hào)是低電平時(shí)才能改變。起始和終止條件是:SCL線是高電平時(shí),SDA線從高電平向低電平切換,這個(gè)是起始條件,SCL線是高電平時(shí),SDA線由低電平向高電平切換,這個(gè)是停止條件,起始和停止條件一般有主機(jī)產(chǎn)生,總線在起始條件后被認(rèn)為處于忙的狀態(tài),在停止條件的某段時(shí)間后總線被認(rèn)為再次處于空閑狀態(tài)。1.2 現(xiàn)狀綜述I2C總線產(chǎn)生于在80年代,最初為音頻和視頻設(shè)備開發(fā),如今主要在服務(wù)器管理中使用,其中包括單個(gè)組件狀態(tài)的通信。例如管理員可對(duì)各個(gè)組件進(jìn)行查詢,以管理系統(tǒng)的配置或掌握組件的功能狀態(tài),如電源和系統(tǒng)風(fēng)扇??呻S時(shí)監(jiān)控內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)

9、溫度等多個(gè)參數(shù),增加了系統(tǒng)的安全性,方便了管理。近年來(lái)芯片間的串行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)被大量采用,由于數(shù)據(jù)的串行傳輸連接線少,采用串行總線技術(shù)可以使系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化、系統(tǒng)的體積減小、可靠性提高,同時(shí)系統(tǒng)的更改和擴(kuò)充極為容易。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,許多廠商不斷推出I2C總線接口器件,如E2OROM、A/D轉(zhuǎn)換器、LED及LCD驅(qū)動(dòng)器、日歷時(shí)鐘電路等。對(duì)于80C51系列單片機(jī),有一些品種在片上配置了I2C總線接口,但多數(shù)品種沒有配置I2C總線接口。這時(shí)就可以利用通用并行I/O口線模擬I2C總線接口時(shí)序,使這些單片機(jī)不受帶有I2C總線接口的限制。因此在許多單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中可以將I2C總線的模擬傳送技術(shù)

10、作為常規(guī)的設(shè)計(jì)方法。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)使用I2C總線擴(kuò)展時(shí),多為單主結(jié)構(gòu)的形式,在這種系統(tǒng)中,I2C單主機(jī)方式,總線數(shù)據(jù)的傳送控制比較簡(jiǎn)單,沒有總線的競(jìng)爭(zhēng)與同步,只存在單片機(jī)對(duì)I2C總線上各從器件的讀(單片機(jī)接收)、寫(單片機(jī)發(fā)送)操作。2本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題、解決的思路及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析本設(shè)計(jì)采用KEIL開發(fā)和編程工具對(duì)I2C總線接口進(jìn)行設(shè)計(jì),KEIL設(shè)計(jì)流程是指利用KEIL開發(fā)和編程工具,采用可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)待設(shè)計(jì)的過(guò)程,完成KEIL設(shè)計(jì)流程包括電路設(shè)計(jì)與輸入、功能仿真、綜合、綜合后仿真、實(shí)現(xiàn)后仿真與驗(yàn)證、板級(jí)仿真與調(diào)試等主要步驟。主要研究?jī)?nèi)容:多主通信就是在總線上有多個(gè)節(jié)點(diǎn)

11、。這些節(jié)點(diǎn)既可以作為主節(jié)點(diǎn)訪問其他的節(jié)點(diǎn),也可以作為從節(jié)點(diǎn)被其他節(jié)點(diǎn)訪問。當(dāng)有多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)企圖占用總線時(shí),就需要總線的仲裁。對(duì)于模擬I2C總線系統(tǒng),怎樣實(shí)現(xiàn)總線的仲裁是現(xiàn)在研究模擬I2C總線系統(tǒng)的難點(diǎn)。在系統(tǒng)中增加1根BUSY線,在占用總線之前先檢測(cè)BUSY線,看總線是否被占用。若總線空閑,則設(shè)置BUSY線并向總線上傳送數(shù)據(jù);否則,接收數(shù)據(jù),直到總線空閑時(shí)才占有總線。這種實(shí)現(xiàn)多主通信的方法有兩個(gè)缺點(diǎn): 因?yàn)镮2C最大的優(yōu)點(diǎn)就是接口少、效率高,這樣做不僅增加了使用資源而且減少了I2C總線的優(yōu)勢(shì); 當(dāng)主節(jié)點(diǎn)數(shù)比較多時(shí),等待時(shí)間比較長(zhǎng),效率不高。解決思路:本設(shè)計(jì)根據(jù)總線的仲裁原理,提出一種基于延時(shí)比

12、較的仲裁方法。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)想要占用總線時(shí),先檢測(cè)總線上是否空閑,如果總線是空閑的就發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí),將總線上的數(shù)據(jù)接收并與發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。如果不同,說(shuō)明總線上同時(shí)還存在其他節(jié)點(diǎn),于是就退出;否則,一直到發(fā)送完數(shù)據(jù)。這種方法既體現(xiàn)了I2C總線的高效性,同時(shí)還具有良好的擴(kuò)展性。3完成本課題的工作方案2011.3.142011.3.20 了解編寫此課題的背景知識(shí),具體細(xì)節(jié),明確所涉及的內(nèi)容,確立畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目;2011.3.302011.4.13 學(xué)習(xí)有關(guān)KEIL設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí),包括硬件描述語(yǔ)言的學(xué)習(xí),I2C總線的協(xié)議及規(guī)范,和硬件模塊的設(shè)計(jì);2011.4.142011.4.20 規(guī)劃設(shè)計(jì)

13、方案,學(xué)習(xí)相關(guān)KEIL工具的使用方法包括Proteus等;2011.4.212011.5.18 編寫I2C協(xié)議控制器模塊硬件代碼、仿真,綜合;2011.5.192011.6.01 形成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文,請(qǐng)指導(dǎo)老師評(píng)改,改進(jìn)并加以整合,完成設(shè)計(jì);2011.6.042011.6. 19 書寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、整理,準(zhǔn)備PPT,答辯。 4指導(dǎo)教師審閱意見指導(dǎo)教師(簽字): 年 月 日說(shuō)明:本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))課題任務(wù)的學(xué)生在畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 正式開始的第1周周五之前獨(dú)立撰寫完成,并交指導(dǎo)教師審閱。西安郵電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)成績(jī)?cè)u(píng)定表學(xué)生姓名任杰性別男學(xué)號(hào)06071043專 業(yè)班 級(jí)自動(dòng)070

14、2班課題名稱基于I2C總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)課題類型科研題目難度較難畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)時(shí)間2011 年3月14日6月 19日 指導(dǎo)教師周生祥 (職稱:副教授)課題任務(wù)完成情況論 文 (千字); 設(shè)計(jì)、計(jì)算說(shuō) 明書 (千字); 圖紙 (張);其它(含附 件):指導(dǎo)教師意見分項(xiàng)得分:開題調(diào)研論證 分; 課題質(zhì)量(論文內(nèi)容) 分; 創(chuàng)新 分;論文撰寫(規(guī)范) 分; 學(xué)習(xí)態(tài)度 分; 外文翻譯 分指導(dǎo)教師審閱成績(jī):指導(dǎo)教師(簽字): 年 月日評(píng)閱教師意見分項(xiàng)得分:選題 分; 開題調(diào)研論證 分; 課題質(zhì)量(論文內(nèi)容) 分; 創(chuàng)新 分;論文撰寫(規(guī)范) 分; 外文翻譯 分評(píng)閱成績(jī):評(píng)閱教師(簽字): 年月日驗(yàn)收小

15、組意見分項(xiàng)得分:準(zhǔn)備情況 分; 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)質(zhì)量 分; (操作)回答問題 分驗(yàn)收成績(jī):驗(yàn)收教師(組長(zhǎng))(簽字): 年月日答辯小組意見 分項(xiàng)得分:準(zhǔn)備情況 分; 陳述情況 分; 回答問題 分; 儀表 分答辯成績(jī): 答辯小組組長(zhǎng)(簽字): 年 月 日成績(jī)計(jì)算方法(填寫本院系實(shí)用比例)指導(dǎo)教師成績(jī) 20 () 評(píng)閱成績(jī) 30 () 驗(yàn)收成績(jī) 30 () 答辯成績(jī) 20 ()學(xué)生實(shí)得成績(jī)(百分制)指導(dǎo)教師成績(jī) 評(píng)閱成績(jī) 驗(yàn)收成績(jī) 答辯成績(jī) 總評(píng) 答辯委員會(huì)意見畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))總評(píng)成績(jī)(等級(jí)): 院(系)答辯委員會(huì)主任(簽字): 院(系)簽章) 年 月 日備注西安郵電學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))成績(jī)?cè)u(píng)定表(

16、續(xù)表)2目 錄摘要14ABSTRACT15第一章 單片機(jī)171.1 單片機(jī)的簡(jiǎn)單介紹171.1.1 單片機(jī)的特點(diǎn)181.1.2 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域181.2 AT80C51191.2.1 AT80C51單片機(jī)簡(jiǎn)介191.2.2 AT80C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)201.2.3 畢設(shè)所用電路211.2.4 AT80C51性能介紹23第二章 C總線242.1 C總線概念242.2 C總線結(jié)構(gòu)272.3 C總線上的數(shù)據(jù)傳送282.3.1 位傳輸282.3.2 數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖止?jié)格式292.4 C數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議292.5 串行EEPROM 24C02的硬件連接302.6 24C02芯片相關(guān)介紹312.7 EEPROM

17、概述33第三章 程序設(shè)計(jì)353.1 實(shí)驗(yàn)電路圖353.2基于I2C總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程序36實(shí)驗(yàn)小結(jié)41參考文獻(xiàn)42摘要I2C 總線是具有自動(dòng)尋址,高低速設(shè)備同步和仲裁等功能的一種高性能串行總線。它能夠?qū)崿F(xiàn)完善的全雙工數(shù)據(jù)傳輸,在各種總線中的使用信號(hào)線數(shù)量最少的。I2C總線只有兩根信號(hào)線:數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL。所有進(jìn)入I2C總線系統(tǒng)中的設(shè)備都帶有I2C總線接口,符合I2C總線電氣規(guī)范的特性,只需將I2C總線上所有的節(jié)點(diǎn)的串行數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL分別與總線的SDA和SCL先連即可。各節(jié)點(diǎn)供電可以不同,但需共地,另外SDA和SCL需要分別接上拉電阻。當(dāng)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送時(shí),啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送并產(chǎn)生

18、時(shí)鐘信號(hào)的器件稱為主器件;被尋址的任何器件都可看作從器件;發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上的器件稱為發(fā)送器;從總線上接收數(shù)據(jù)的器件稱為接收器。I2C總線是多主機(jī)總線,可以有兩個(gè)或更多的能夠控制總線的器件與總線連接;同時(shí)I2C總線還具有仲裁功能,當(dāng)一個(gè)以上的主器件同時(shí)試圖控制總線時(shí),只允許一個(gè)有效,從而保證數(shù)據(jù)不被破壞.I2C總線的尋址采用純軟件的尋址方法,無(wú)需片選線的連接,這樣就簡(jiǎn)少了總線數(shù)量。主機(jī)在發(fā)送完啟動(dòng)信號(hào)后,立即發(fā)送尋址字節(jié)來(lái)尋址被控器件,并規(guī)定數(shù)據(jù)傳送方向。尋址字節(jié)由7位從機(jī)地址(D7D1)和1位方向位(D0,0/1,讀/寫)組成。當(dāng)主機(jī)發(fā)送尋址字節(jié)時(shí),總線上所有器件都將該尋址字節(jié)中的高7位地址與

19、自己器件的地址比較,若兩者相同,則該器件認(rèn)為被主機(jī)尋址,并根據(jù)讀/寫位確定是從發(fā)送器還是從接收器。 I2C總線具有多重主控能力,這就意味著可以允許多個(gè)作為主控器的電路模塊(具有I2C總線接口的單片機(jī))去搶總線。所以掛接在I2C總線上的集成電路模塊的發(fā)送器/接收器可以根據(jù)不同的工作狀態(tài)反為主控發(fā)送器,主控接受器,被控發(fā)送器,被控接收器。顯然,具有I2C總線接口的單片機(jī)可以工作在上述4種工作狀態(tài)中的任一狀態(tài),而帶有I2C總線接口的存儲(chǔ)器。I2C只有兩根雙向的信號(hào)線,一根是數(shù)據(jù)線SDA,另一根是時(shí)鐘線SCL。所有連接到I2C總線上器件的數(shù)據(jù)線都是接到SDA線上,各器件的時(shí)鐘線均接到SCL線上。每個(gè)連

20、接到總線的器件都可以通過(guò)唯一的地址和一直存在的簡(jiǎn)單的主機(jī)關(guān)系軟件設(shè)定地址,主機(jī)可以作為主機(jī)發(fā)送器或主機(jī)接收器。I2C是一個(gè)真正的多主機(jī)總線,如果兩個(gè)或更多主機(jī)同時(shí)初始化,數(shù)據(jù)傳輸可以通過(guò)沖突檢測(cè)和仲裁防止數(shù)據(jù)被破壞。串行的8位雙向數(shù)據(jù)傳輸位速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達(dá)100bit/s,快速模式下可達(dá)400bit/s,高速模式下可達(dá)3.4Mbit/s。連接到相同總線的IC數(shù)量只受到總線的最大電容400pF限制。本課題是基于I2C總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),要求單片機(jī)與具有I2C總線的24C02存儲(chǔ)器件進(jìn)行讀寫操作,本課題的思想是用4*4的開關(guān)組成的鍵盤或撥碼開關(guān)作為外部輸入,存儲(chǔ)在24c02中,再?gòu)?4C02中

21、取出數(shù)據(jù)同在單片機(jī),并在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。由此完成I2C總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。Abstract 第一章 單片機(jī)1.1 單片機(jī)的簡(jiǎn)單介紹單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上,但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件:CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng),目前大部分還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器,實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。圖1-1 MCS-51片內(nèi)總體結(jié)構(gòu)框圖 單片機(jī)的特點(diǎn)1.集成度高,體積小,可靠性高。單片機(jī)將各功能部件集成在一塊晶體芯片上,集成度很高。其內(nèi)部

22、布線很短,因此其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的CPU。另外,其體積小,對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境易于采取屏蔽措施,適合在惡劣環(huán)境下工作。2.控制功能強(qiáng)。為了滿足對(duì)對(duì)象的控制要求,單片機(jī)的指令系統(tǒng)均有極豐富的條件:分支轉(zhuǎn)移能力,I/O口的邏輯操作及位處理能力,適用于專門的控制功能。 3.擴(kuò)展。片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。芯片外部有許多供擴(kuò)展用的三總線及并行、串行輸入/輸出管腳,很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 4.外部總線增加了I2C(Inter-Integrated Circuit)及SPI(Serial Peripheral Interface)等串行總線方式,進(jìn)一步縮小了體積,簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。5

23、.低電壓,低功耗,便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。6.優(yōu)異的性能價(jià)格比 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域1.在智能儀器儀表中的應(yīng)用 2.在機(jī)電一體化中的應(yīng)用 3.在日常生活及家用電器領(lǐng)域的應(yīng)用 4.在實(shí)時(shí)過(guò)程控制中的應(yīng)用 5.應(yīng)用于辦公自動(dòng)化設(shè)備 7.在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 6.商業(yè)營(yíng)銷設(shè)備中的應(yīng)用 10.航空航天系統(tǒng)和國(guó)防軍事、尖端武器等領(lǐng)域 9.應(yīng)用于汽車電子產(chǎn)品 8.單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 1.2 AT80C511.2.1 AT80C51單片機(jī)簡(jiǎn)介AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓,高性能的CMOS8位單片機(jī)片內(nèi)4Kbytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器(PEROM)和128bytes的隨

24、機(jī)存儲(chǔ)器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn),兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng),片內(nèi)置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲(chǔ)單元,功能強(qiáng)大。AT89C51單片機(jī)可靈活的應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 管腳說(shuō)明: VCC:供電電壓。GND:接地。     P0口:P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口,被定義為高阻輸入。     P1口:P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口,可接收輸出4TTL門電流。圖1-2 AT89C5140腳塑料雙列直插封裝(PDIP)  

25、   P2口:P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2口緩沖器可接收,輸出4個(gè)TTL門電流。 P3口:P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口,可接收輸出4個(gè)TTL門電流。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口。高電平時(shí)間。RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí),要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的地位字節(jié)。ALE/PROG:當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí),地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的    /PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。(0000H-FFFFH),不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。     /EA/

26、VPP:當(dāng)/EA保持低電平時(shí),則在此期間外部程序存儲(chǔ)器  XTAL2:來(lái)自反向振蕩器的輸出。     XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。1.2.2 AT80C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 1 中央處理器(CPU)CPU是單片機(jī)內(nèi)部的核心部件,是一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)的中央處理單元,主要由運(yùn)算其、控制器和寄存器陣列組成。運(yùn)算器運(yùn)算器用來(lái)完成算術(shù)和邏輯運(yùn)算功能,包括算術(shù)邏輯單元(ALU)、累加器(ACC)、暫存寄存器(TMP1、TMP2)、程序狀態(tài)寄存器(PSW)等。部件??刂破髦饕沙绦蛴?jì)數(shù)器PC、指令寄存器IR和定時(shí)控制邏輯電路等構(gòu)成???/p>

27、制器控制器是單片機(jī)內(nèi)部按照一定的時(shí)序協(xié)調(diào)工作的控制核心,是分析和執(zhí)行指令的2 存儲(chǔ)器AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部有128個(gè)字節(jié)的RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和4KB的閃存程序存儲(chǔ)器(Flash)。程序存儲(chǔ)器是可讀不可寫的,用于存放編好的程序和表格常數(shù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是既可讀也可寫的,用于存放運(yùn)算的中間結(jié)果,運(yùn)行數(shù)據(jù)暫存及數(shù)據(jù)緩3 I/O 端口P2口、P3口,它們都是8位準(zhǔn)雙向口,每次可以并行輸入或輸出8位二進(jìn)制信并行 I/O端口:AT89C51 有四個(gè)8位并行I/O 端口,分別命名為P0口、P1口、息。串行 I/O端口:AT89C51 有一個(gè)全雙工的可編程串行I/O端口,它利用了P3 口的第二功能。4 定時(shí)器/

28、計(jì)數(shù)器AT89C51內(nèi)部有兩個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,簡(jiǎn)稱為定時(shí)器(TO)和計(jì)數(shù)器(T1),T0和T1分別由兩個(gè)8位的寄存器構(gòu)成,其中T0由TH0和TL0構(gòu)成,T1由TH1和TL1。T0和T1在定時(shí)器控制器TCON和定時(shí)器方式選擇寄存器TMOD的控制下,可工作在定時(shí)器模式或計(jì)數(shù)器模式下,每種模式下又有不同的工作方式。當(dāng)定時(shí)/5 中斷系統(tǒng)計(jì)數(shù)溢出時(shí)還可以申請(qǐng)中斷。單片機(jī)中的中斷是指CPU暫停正在執(zhí)行的原程序而為中斷服務(wù)程序(執(zhí)行中斷服務(wù)程序),在執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后再回到原程序繼續(xù)執(zhí)行??偩€是用于傳送信息的公共途徑??偩€可以分為數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線。時(shí)器、計(jì)數(shù)器TCON(中斷標(biāo)志寄存

29、器)等構(gòu)成,IE、IP、TCON均為SFR特殊功能寄存器。AT89C51 的中斷源有5個(gè)。它們分別是兩個(gè)外部中斷源,三個(gè)內(nèi)部中斷源。6 內(nèi)部總線總線是用于傳送信息的公共途徑??偩€可以分為數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線。線的結(jié)構(gòu)可以減少信息傳輸線的根數(shù),提高系統(tǒng)可靠性,贈(zèng)強(qiáng)系統(tǒng)靈活性。單片機(jī)呢的CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口等單元都是通過(guò)總線連接在一起的。采用總線形式進(jìn)行連接。1.2.3 畢設(shè)所用電路 時(shí)鐘電路 單片機(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)是由時(shí)鐘電路提供的,在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2兩個(gè)引腳間,接一只晶振及兩只電容就構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘電路,如圖2-2所示。 圖 2-2 時(shí)鐘電路電路中器件選擇可以通過(guò)計(jì)

30、算和實(shí)驗(yàn)確定,也可以參考一些典型電路參數(shù)。電路中,電容器C1和C2對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用,同時(shí)幫助晶振起振,通常取值范圍在30±10PF,一般晶振為6MHZ,電容取20PF,晶振為12MHZ,電容取30PF。石英晶體選擇6MHZ或12MHZ,其結(jié)果只是機(jī)器周期不同,影響計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)初值。 復(fù)位電路單片機(jī)的RST引腳為系統(tǒng)提供一個(gè)外部復(fù)位信號(hào),復(fù)位信號(hào)是高電平有效,高電平有效維持時(shí)間為2個(gè)機(jī)器周期以上,復(fù)位電路如圖2-3所示.。 圖2-3 復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位方式有上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種方式。此復(fù)位電路集有上電自動(dòng)和手動(dòng)復(fù)位組合電路,各元件阻值如圖2-3所示,按鈕為手動(dòng)復(fù)位按鈕。 LED數(shù)

31、碼管顯示電路設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,通常都需要進(jìn)行人-機(jī)對(duì)話。這包括人對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與數(shù)據(jù)輸入,以及應(yīng)用系統(tǒng)向人們顯示狀態(tài)及各種運(yùn)行結(jié)果,顯示器、鍵盤電路都是用來(lái)實(shí)現(xiàn)人-機(jī)對(duì)話活動(dòng)的人機(jī)通道,因此在單片機(jī)系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。 數(shù)碼管在系統(tǒng)中的主要作用是顯示單片機(jī)的輸出數(shù)據(jù)、狀態(tài)等,因而,作為外圍典型器件,數(shù)碼管顯示是反映系統(tǒng)輸出和操作輸入的有效器件。數(shù)碼管具備數(shù)字接口,可以方便地和單片機(jī)系統(tǒng)連接;數(shù)碼管的體積小,重量輕,并且共耗低,是一種理想的顯示單片機(jī)數(shù)據(jù)輸出內(nèi)容的器件,在單片機(jī)系統(tǒng)中有著重要的作用。 LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)是一個(gè)非常重要的問題由于單片機(jī)并行口不能直接驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管,必須

32、采用驅(qū)動(dòng)電路或放大電路,使之產(chǎn)生足夠大的電路,顯示器才能高亮正常工作。如果驅(qū)動(dòng)能力差,顯示器亮度就低,這樣顯示效果就會(huì)很差,達(dá)不到設(shè)計(jì)的需要。在本系統(tǒng)中,采用了三極管放大電路驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。 LED顯示器顯示控制方法有兩種,即動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。靜態(tài)顯示亮度一般比動(dòng)態(tài)顯示效果好,但本次設(shè)計(jì)中,采用了動(dòng)態(tài)顯示。LED顯示器有共陰和共陽(yáng)兩種接法,因此設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意接法的區(qū)別。下表為L(zhǎng)ED顯示器掃描的字符編碼。 表 2-5 字形代碼 字形共陰極代碼 字形共陰極代碼 0 28H 7 EAH 1 EBH 8 20H 2 32H 9 A0H 3 A2H A 60H 4 E1H B 25H 5 A4H 6

33、 24H 1.2.4 AT80C51性能介紹AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓,高性能CMOS8位微處理器,俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。第二章 C總線C總線是一種雙向二線制總線,它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性和抗干擾性能好。目前很多公

34、司都推出了基于C總線的外圍器件,例如我們學(xué)習(xí)板上的24C02芯片,就是一個(gè)帶有C總線接口的E2PROM存儲(chǔ)器,具有掉電記憶的功能,方便進(jìn)行數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期保存。 2.1 C總線概念C 總線是具有自動(dòng)尋址,高低速設(shè)備同步和仲裁等功能的一種高性能串行總線。它可以實(shí)現(xiàn)完善的全雙工數(shù)據(jù)傳輸,并且是各種總線中的使用信號(hào)線數(shù)量最少的。I2C總線只有兩根信號(hào)線:數(shù)據(jù)線SDA和終線SCL。所有進(jìn)入I2C總線系統(tǒng)中的設(shè)備都帶有I2C總線接口,是符合C總線電氣規(guī)范的特性,只需將I2C總線上所有的節(jié)點(diǎn)的串行數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL分別與總線的SDA和SCL相連即可。各節(jié)點(diǎn)供電是可以不同的,但需共地,另外SDA和SCL需

35、要分別接上拉電阻才可運(yùn)行。 當(dāng)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送時(shí),啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送并產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的器件稱為主器件;被尋址的任何器件都可看作從器件;發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上的器件稱為發(fā)送器;從總線上接收數(shù)據(jù)的器件稱為接收器。I2C總線是一種多主機(jī)總線,可以有兩個(gè)或更多的能夠控制總線的器件與總線連接;同時(shí)I2C總線還具有仲裁功能,當(dāng)一個(gè)以上的主器件同時(shí)試圖控制總線時(shí),只能允許其中一個(gè)有效,從而可以保證數(shù)據(jù)不被破壞.I2C總線的尋址采用純軟件的尋址方法,無(wú)需片選線的連接,這樣就可以簡(jiǎn)少了總線數(shù)量。主機(jī)在發(fā)送完啟動(dòng)信號(hào)后,立即發(fā)送尋址字節(jié)來(lái)尋址被控器件,并規(guī)定數(shù)據(jù)傳送方向。尋址字節(jié)由7位從機(jī)地址(D7D1)和1位方向位(D0,0/1

36、,讀/寫)組成。當(dāng)主機(jī)發(fā)送尋址字節(jié)時(shí),總線上所有器件都將該尋址字節(jié)中的高7位地址與自己器件的地址比較,如果兩者相同,則該器件認(rèn)為被主機(jī)尋址,并根據(jù)讀/寫位確定是從發(fā)送器還是從接收器。I2C總線是具有多重主控能力的,這就意味著可以允許多個(gè)作為主控器的電路模塊(具有I2C總線接口的彈片機(jī))去搶總線。因此掛接在I2C總線上的集成電路模塊的發(fā)送器/接收器可以根據(jù)不同的工作狀態(tài)反為主控發(fā)送器,主控接受器,被控發(fā)送器,被控接收器。所以具有I2C總線接口的單片機(jī)可以工作在上述4種工作狀態(tài)中的任一狀態(tài),而帶有I2C總線接口的存儲(chǔ)器(ARM或E2PROM)模塊只能充當(dāng)被控發(fā)送器和被控接收器。圖2-1-1顯示出了

37、帶有2個(gè)單片機(jī)和其他一些外圍電路模塊接入I2C總線的一個(gè)實(shí)例。在圖2-1-1中,若假設(shè)單片機(jī)A要向單片機(jī)B發(fā)送信息,單片機(jī)A首先作為主控器在I2C總線上發(fā)送起始信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào),尋址作為被控器的單片機(jī)B,并且確立信息傳送方向。然后單片機(jī)A作為主控發(fā)送器便可通過(guò)SDA線向被控接收器(單片機(jī)B)發(fā)送信息,并在信息發(fā)送完畢后發(fā)送終止信號(hào),以結(jié)束信息的傳送過(guò)程。 圖2-1-1 : I2C總線典型系統(tǒng)示意圖 I2C總線為同步串行數(shù)據(jù)傳輸總線,用于單片機(jī)的外圍擴(kuò)展。圖2-1-2中為I2C總線外圍擴(kuò)展示意圖。圖中只表示出單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的I2C總線外圍通用器件,外圍設(shè)備模塊,接口以及其他單片機(jī)節(jié)點(diǎn)。 圖2

38、-1-2 I2C總線外圍擴(kuò)展示意圖2.2 C總線結(jié)構(gòu)C總線結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單,只有兩條線,包括一條數(shù)據(jù)線(SDA)和一條串行時(shí)鐘線(SCL)。具有C接口的器件可以通過(guò)這兩根線接到總線上,進(jìn)行相互之間的信息傳遞。連接到總線的器件具有不同的地址,CPU根據(jù)不同的地址進(jìn)行識(shí)別,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件系統(tǒng)簡(jiǎn)單靈活的控制。一個(gè)典型的C總線應(yīng)用系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如下圖所示(假設(shè)圖中的微控制器、LCD驅(qū)動(dòng)、E2PROM、ADC各器件都是具有C總線接口的器件):驅(qū)動(dòng)、E2PROM、ADC各器件都是具有C總線接口的器件):圖2-2 C總線應(yīng)用系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖我們知道單片機(jī)串行通訊的發(fā)送和接收一般都各用一條線TXD和RXD,而C總線

39、的數(shù)據(jù)線既可以發(fā)送也可以接受,工作方式可以通過(guò)軟件設(shè)置。所以,C總線結(jié)構(gòu)的硬件結(jié)構(gòu)是非常簡(jiǎn)潔的。當(dāng)某器件向總線上發(fā)送信息時(shí),它就是發(fā)送器,而當(dāng)其從總線上接收信息時(shí),又成可以變?yōu)榻邮掌鳌?.3 C總線上的數(shù)據(jù)傳送下面我們看看C總線是如何進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的。我們知道,在一根數(shù)據(jù)線上傳送數(shù)據(jù)時(shí)必須一位一位的進(jìn)行,所以我們首先研究位傳送。2.3.1 位傳輸 C總線每傳送一位數(shù)據(jù)必須有一個(gè)時(shí)鐘脈沖。被傳送的數(shù)據(jù)在時(shí)鐘SCL的高電平期間保持穩(wěn)定,只有在SCL低電平期間才能夠改變,示意圖如下圖2-3-1所示,在標(biāo)準(zhǔn)模式下,高低電平寬度必須不小于4.7us。 圖2-3-1 C總線傳送數(shù)據(jù)時(shí)序圖那么是不是所有C總線

40、中的信號(hào)都必須符合上述的有效性呢?只有兩個(gè)例外,就是開始和停止信號(hào)。開始信號(hào):當(dāng)SCL為高電平時(shí),SDA發(fā)生從高到低的跳變,就定義為開始信號(hào)。停止信號(hào):當(dāng)SCL為高電平時(shí),SDA發(fā)生從低到高的跳變,就定義為結(jié)束信號(hào)。開始和結(jié)束信號(hào)的時(shí)序圖如下圖2-3-2所示:圖2-3-2 C總線傳送數(shù)據(jù)開始和結(jié)束信號(hào)的時(shí)序圖2.3.2 數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖止?jié)格式SDA傳送數(shù)據(jù)是以字節(jié)為單位進(jìn)行的。每個(gè)字節(jié)必須是8位,但是傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)量不受限制,首先傳送的是數(shù)據(jù)的最高位。每次傳送一個(gè)字節(jié)完畢,必須接收到從機(jī)發(fā)出的一個(gè)應(yīng)答位,才能開始下一個(gè)字節(jié)的傳輸。如果沒有接受到應(yīng)答位,主機(jī)則產(chǎn)生一個(gè)停止條件結(jié)束本次的傳送。那么從機(jī)應(yīng)

41、該發(fā)出什么信號(hào)算是產(chǎn)生了應(yīng)答呢?這個(gè)過(guò)程是這樣的。當(dāng)主器件傳送一個(gè)字節(jié)后,在第9個(gè)SCL時(shí)鐘內(nèi)置高SDA線,而從器件的響應(yīng)信號(hào)將SDA拉低,從而給出一個(gè)應(yīng)答位。了解了I2C傳輸數(shù)據(jù)的格式,現(xiàn)在來(lái)研究雙方傳送的協(xié)議問題。2.4 C數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議C總線的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議如下:(1)、主器件發(fā)出開始信號(hào)(2)、主器件發(fā)出第一個(gè)字節(jié),用來(lái)選通相應(yīng)的從器件。其中前7位為地址碼,第8位為方向位(R/W)。方向位為“0”表示發(fā)送,方向位為“1”表示接受。(3)、從機(jī)產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào),進(jìn)入下一個(gè)傳送周期,如果從器件沒有給出應(yīng)答信號(hào),此時(shí)主器件產(chǎn)生一個(gè)結(jié)束信號(hào)使得傳送結(jié)束,傳送數(shù)據(jù)無(wú)效。圖2-4 C總線數(shù)據(jù)的傳送過(guò)程圖(

42、4)、接下來(lái)主、從器件正式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送,這時(shí)在I2C總線上每次傳送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)不限,但每一個(gè)字節(jié)必須為8位(傳送的時(shí)候先送高位,再送低位)。當(dāng)一個(gè)字節(jié)傳送完畢時(shí),再發(fā)送一個(gè)應(yīng)答位(第9位),如上一條所述,這樣每次傳送一個(gè)字節(jié)都需要9個(gè)時(shí)鐘脈沖。數(shù)據(jù)的傳送過(guò)程如下圖2-4所示2.5 串行EEPROM 24C02的硬件連接 如圖2-5所示,24C02與單片機(jī)AT89C52的連接采用的是I2C總線結(jié)構(gòu)。I2C總線是由串行數(shù)據(jù)線SDA和串行時(shí)鐘線SCL構(gòu)成的,所有的控制命令和數(shù)據(jù)傳輸均通過(guò)這兩條線傳輸。單片機(jī)AT89C52作為主器件,它在I2C總線上產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖、尋址信號(hào)、起至信號(hào);24C02作為從

43、器件,它通過(guò)串行數(shù)據(jù)線SDA和竄行時(shí)鐘線SCL與單片機(jī)AT89C52的引腳P36和P37相連。 24C02提供2KB串行EEPROM,內(nèi)部組態(tài)為256×8 B。A0、A1、A2為芯片的地址線,在使用中把這三條線接點(diǎn)。WP為低電平時(shí),允許寫操作。 單片機(jī)AT89C52是一種低功耗、高性能的CMOS的8位微控制器,具有8 KB的可編程Flash存儲(chǔ)器,與工業(yè)8051產(chǎn)片的指令及各引腳完全兼容。 圖2-5 24C02與單片機(jī)的連接2.6 24C02芯片相關(guān)介紹24c01/24c02是一個(gè)1K/2K/4K/8K/16K 位串行CMOS E2PROM, 內(nèi)部含有128/256/512/1024

44、/2048個(gè) 8 位字節(jié),CATALYST 公司的先進(jìn)CMOS 技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗。CAT24WC01 有一個(gè)8 字節(jié)頁(yè)寫緩沖器,24c01/24c02有一個(gè)16 字節(jié)頁(yè)寫緩沖器.該器件通過(guò)I2C 總線接口進(jìn)行操作有一個(gè)專門的寫保護(hù)功能.、圖2-6-1 24C02芯片管腳及其描述AT24C02是帶有C總線接口的E2PROM存儲(chǔ)器,具有掉電記憶的功能,并且可以象普通RAM一樣用程序改寫。它的容量是256個(gè)字節(jié)(00h0ffh),有A2、A1、A0三位地址,可見C總線上可以連接8片AT24C02,它的尋址字節(jié)是1010 A2A1A0 R/W。圖2-6-2是DIP封裝的24C02與80C51

45、的接口方案。其中A0、A1、A2是芯片地址線,單片使用時(shí)接地;SCL是串行移位時(shí)鐘端;SDA是串行數(shù)據(jù)或地址端,CPU通過(guò)SDA訪問芯片;WP是寫保護(hù)端,接高電平時(shí)芯片只能讀。 圖2-6-2 24C02執(zhí)行寫操作時(shí)與80C51的接口2.7 EEPROM概述是一種可用電氣方法在線擦除和再編程的只讀存儲(chǔ)器.它既有RAM在連機(jī)操 作中可讀可改寫的特性,又具有非易失性存儲(chǔ)ROM在掉電后仍然能夠保持所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù) 的優(yōu)點(diǎn).寫入的數(shù)據(jù)在常溫下至少可以保持10年.圖 2-7 EEPROM內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖第三章 程序設(shè)計(jì)3.1 實(shí)驗(yàn)電路圖圖3-1 程序設(shè)計(jì)電路圖3.2基于I2C總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程序#include

46、<reg51.h>#include"intrins.h"#define uchar unsigned char #define uint unsigned int#defineOP1_READ0xa1/ 器件地址以及讀取操作,0xa1即為1010 0001B#defineOP1_WRITE 0xa0/ 器件地址以及寫入操作,0xa1即為1010 0000Bsbit SCL=P35; /將串行時(shí)鐘總線SCL位定義在為P35引腳sbit SDA=P36; /將串行數(shù)據(jù)總線SDA位定義在為P36引腳uchar disp_seg16=0x40,0xf9,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,0x08,0x03,0x46,0x21,0x06,0x0e; /共陽(yáng)/*/void delay1ms()unsigned char i,j;for(i=0;i<10;i+)for(j=0;j<33;j+); /*函數(shù)功能:延時(shí)若干毫秒入口參數(shù):n*/void delaynms(unsigned char n)unsigned char i;for(i=0;i<n;i+) delay1ms();/*以下是對(duì)AT24C02的讀

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