第五課 串口 IIC 1-WIRE

1、UART IIC 1-Wire原碼工作室原碼工作室通信的基本概念通信的基本概念 ：傳輸方式：傳輸方式 單工方式單工方式：數(shù)據(jù)僅按一個(gè)固定方向傳送。因而：數(shù)據(jù)僅按一個(gè)固定方向傳送。因而這種傳輸方式的用途有限，常用于串行口的打印數(shù)這種傳輸方式的用途有限，常用于串行口的打印數(shù)據(jù)傳輸與簡(jiǎn)單系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)采集。據(jù)傳輸與簡(jiǎn)單系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)采集。 半雙工方式半雙工方式：數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)雙向傳送，但不能同：數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)雙向傳送，但不能同時(shí)進(jìn)行，實(shí)際的應(yīng)用采用某種協(xié)議實(shí)現(xiàn)收時(shí)進(jìn)行，實(shí)際的應(yīng)用采用某種協(xié)議實(shí)現(xiàn)收/發(fā)開(kāi)關(guān)發(fā)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換。（傳呼機(jī)）轉(zhuǎn)換。（傳呼機(jī)） 全雙工方式全雙工方式：允許雙方同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向傳送：允許雙方同時(shí)進(jìn)行

2、數(shù)據(jù)雙向傳送,但一般全雙工傳輸方式的線路和設(shè)備較復(fù)雜。但一般全雙工傳輸方式的線路和設(shè)備較復(fù)雜。傳輸方式傳輸方式單工單工 半雙工半雙工 全雙工全雙工計(jì)算機(jī)通信基本概念計(jì)算機(jī)通信基本概念計(jì)算機(jī)通信是將計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的相結(jié)合，計(jì)算機(jī)通信是將計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的相結(jié)合，完成計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備或計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的信息交完成計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備或計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的信息交換換 。可以分為兩大類(lèi)：并行通信與串行通信?？梢苑譃閮纱箢?lèi)：并行通信與串行通信。并行通信通常是將數(shù)據(jù)字節(jié)的各位用多條數(shù)據(jù)線同并行通信通常是將數(shù)據(jù)字節(jié)的各位用多條數(shù)據(jù)線同時(shí)進(jìn)行傳送時(shí)進(jìn)行傳送 。 并行通信控制簡(jiǎn)單、傳輸速度快；由于傳輸線

3、較多，并行通信控制簡(jiǎn)單、傳輸速度快；由于傳輸線較多，長(zhǎng)距離傳送時(shí)成本高且接收方的各位同時(shí)接收存在困難。長(zhǎng)距離傳送時(shí)成本高且接收方的各位同時(shí)接收存在困難。 串行通信串行通信是將數(shù)據(jù)字節(jié)分成一位一位的形式在是將數(shù)據(jù)字節(jié)分成一位一位的形式在一條傳輸線上逐個(gè)地傳送。一條傳輸線上逐個(gè)地傳送。 串行通信的特點(diǎn)串行通信的特點(diǎn)：傳輸線少，長(zhǎng)距離傳送時(shí)成：傳輸線少，長(zhǎng)距離傳送時(shí)成本低，且可以利用電話(huà)網(wǎng)等現(xiàn)成的設(shè)備，但數(shù)據(jù)的本低，且可以利用電話(huà)網(wǎng)等現(xiàn)成的設(shè)備，但數(shù)據(jù)的傳送控制比并行通信復(fù)雜。傳送控制比并行通信復(fù)雜。 串行數(shù)據(jù)通信基本概念串行數(shù)據(jù)通信基本概念 異步通信異步通信 是一種很常用的通信方式。異步通信在發(fā)送

4、字是一種很常用的通信方式。異步通信在發(fā)送字符時(shí)，所發(fā)送的字符之間的時(shí)間間隔可以是任意的。符時(shí)，所發(fā)送的字符之間的時(shí)間間隔可以是任意的。當(dāng)然，接收端必須時(shí)刻做好接收的準(zhǔn)備（如果接收當(dāng)然，接收端必須時(shí)刻做好接收的準(zhǔn)備（如果接收端主機(jī)的電源都沒(méi)有加上，那么發(fā)送端發(fā)送字符就端主機(jī)的電源都沒(méi)有加上，那么發(fā)送端發(fā)送字符就沒(méi)有意義，因?yàn)榻邮斩烁緹o(wú)法接收）。發(fā)送端可沒(méi)有意義，因?yàn)榻邮斩烁緹o(wú)法接收）。發(fā)送端可以在任意時(shí)刻開(kāi)始發(fā)送字符，因此必須在每一個(gè)字以在任意時(shí)刻開(kāi)始發(fā)送字符，因此必須在每一個(gè)字符的開(kāi)始和結(jié)束的符的開(kāi)始和結(jié)束的 地方加上標(biāo)志，即加上開(kāi)始位和地方加上標(biāo)志，即加上開(kāi)始位和停止位，以便使接收端能夠

5、正確地將每一個(gè)字符接停止位，以便使接收端能夠正確地將每一個(gè)字符接收下來(lái)。收下來(lái)。 異步通信的特點(diǎn)：不要求收發(fā)雙方時(shí)鐘的嚴(yán)格異步通信的特點(diǎn)：不要求收發(fā)雙方時(shí)鐘的嚴(yán)格一致，實(shí)現(xiàn)容易，設(shè)備開(kāi)銷(xiāo)較小，但每個(gè)字符要附一致，實(shí)現(xiàn)容易，設(shè)備開(kāi)銷(xiāo)較小，但每個(gè)字符要附加加23位用于起止位，各幀之間還有間隔，因此傳位用于起止位，各幀之間還有間隔，因此傳輸效率不高。輸效率不高。 同步通信同步通信 同步通信時(shí)要建立發(fā)送方時(shí)鐘對(duì)接收方時(shí)鐘的同步通信時(shí)要建立發(fā)送方時(shí)鐘對(duì)接收方時(shí)鐘的直接控制，使雙方達(dá)到完全同步。此時(shí)，傳輸數(shù)據(jù)直接控制，使雙方達(dá)到完全同步。此時(shí)，傳輸數(shù)據(jù)的位之間的距離均為的位之間的距離均為“位間隔位間隔”的

6、整數(shù)倍，同時(shí)傳的整數(shù)倍，同時(shí)傳送的字符間不留間隙，即保持位同步關(guān)系，也保持送的字符間不留間隙，即保持位同步關(guān)系，也保持字符同步關(guān)系。發(fā)送方對(duì)接收方的同步可以通過(guò)兩字符同步關(guān)系。發(fā)送方對(duì)接收方的同步可以通過(guò)兩種方法實(shí)現(xiàn)。種方法實(shí)現(xiàn)。 傳輸速率與傳輸距離傳輸速率與傳輸距離 傳輸速率傳輸速率 比特率比特率是每秒鐘傳輸二進(jìn)制代碼的位數(shù)，單位是每秒鐘傳輸二進(jìn)制代碼的位數(shù)，單位是：位秒（是：位秒（bps）。如每秒鐘傳送）。如每秒鐘傳送240個(gè)字符，而個(gè)字符，而每個(gè)字符格式包含每個(gè)字符格式包含10位位(1個(gè)起始位、個(gè)起始位、1個(gè)停止位、個(gè)停止位、8個(gè)數(shù)據(jù)位個(gè)數(shù)據(jù)位)，這時(shí)的比特率為：，這時(shí)的比特率為： 10

7、位位240個(gè)個(gè)/秒秒 = 2400 bps 波特率波特率表示每秒鐘調(diào)制信號(hào)變化的次數(shù)，單位表示每秒鐘調(diào)制信號(hào)變化的次數(shù)，單位是：波特（是：波特（Baud）。）。 波特率和比特率不總是相同的，對(duì)于將數(shù)字信波特率和比特率不總是相同的，對(duì)于將數(shù)字信號(hào)號(hào)1或或0直接用兩種不同電壓表示的所謂基帶傳輸，直接用兩種不同電壓表示的所謂基帶傳輸，比特率和波特率是相同的。所以，我們也經(jīng)常用波比特率和波特率是相同的。所以，我們也經(jīng)常用波特率表示數(shù)據(jù)的傳輸速率。特率表示數(shù)據(jù)的傳輸速率。串口通信硬件電路設(shè)計(jì)串口通信硬件電路設(shè)計(jì) 1 RX232 協(xié)議協(xié)議 RS-232C是是EIA（美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)）（美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)）1

8、969年年修訂修訂RS-232C標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。RS-232C定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）與數(shù)據(jù)通信設(shè)備（）與數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）之間的物理接口）之間的物理接口標(biāo)準(zhǔn)。它適用于數(shù)據(jù)傳輸速率在標(biāo)準(zhǔn)。它適用于數(shù)據(jù)傳輸速率在020000bit/s范圍范圍內(nèi)的通信，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)對(duì)串行通信接口的有關(guān)問(wèn)題，內(nèi)的通信，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)對(duì)串行通信接口的有關(guān)問(wèn)題，如信號(hào)線功能、電器特性都做了明確規(guī)定。如信號(hào)線功能、電器特性都做了明確規(guī)定。 RS-232C接口規(guī)定使用接口規(guī)定使用25針和針和9針兩種連接器，針兩種連接器，連接器的尺寸及每個(gè)插針的排列位置都有明確的定連接器的尺寸及每個(gè)插針的排列位置都有明確的定

9、義。義。RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口主要引腳定義標(biāo)準(zhǔn)接口主要引腳定義串口通信方式串口通信方式 根據(jù)通信距離不同，電路連接方式不同的。如根據(jù)通信距離不同，電路連接方式不同的。如果是單片機(jī)與單片機(jī)之間通信果是單片機(jī)與單片機(jī)之間通信 (近距離近距離)，又不使用，又不使用握手信號(hào)，只需要握手信號(hào)，只需要3根信號(hào)線：根信號(hào)線：TXD，RXD，GND,見(jiàn)見(jiàn)(a)。如果距離在。如果距離在15m左右，通過(guò)左右，通過(guò)RS232接口，提接口，提高信號(hào)的幅度以加大傳送距離，高信號(hào)的幅度以加大傳送距離，(如單片機(jī)與如單片機(jī)與PC機(jī)機(jī)之間通信之間通信)連接方法見(jiàn)連接方法見(jiàn)(b)。單片機(jī)與單片機(jī)與PC機(jī)通信的硬件設(shè)計(jì)機(jī)通信的硬件

10、設(shè)計(jì) RX232規(guī)定：高電平（邏輯規(guī)定：高電平（邏輯1）為）為-3V-15V，低電，低電平（邏輯平（邏輯0）為）為+3V+15V； 當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于3V時(shí)，電路可以有效地檢時(shí)，電路可以有效地檢測(cè)出來(lái)，當(dāng)電平介于測(cè)出來(lái)，當(dāng)電平介于-3V3V時(shí)，電壓無(wú)意義，低于時(shí)，電壓無(wú)意義，低于-15V+15V時(shí)電壓也認(rèn)為無(wú)意義。時(shí)電壓也認(rèn)為無(wú)意義。 單片機(jī)的電平為高電平（邏輯單片機(jī)的電平為高電平（邏輯1）為）為3.0V5V，低電，低電平（邏輯平（邏輯0）為）為0V0.7V； 所以必須設(shè)計(jì)電平轉(zhuǎn)換電路；所以必須設(shè)計(jì)電平轉(zhuǎn)換電路；通過(guò)觀察可知，通過(guò)觀察可知，RS-232使用正負(fù)電壓來(lái)表

11、示邏輯狀態(tài)，使用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)，與與TTL以高低電壓表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。為了能夠同以高低電壓表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或者終端的計(jì)算機(jī)接口或者終端的TTL器件連接，必須在器件連接，必須在RS-232與與TTL電路之間進(jìn)行電平與邏輯之間的轉(zhuǎn)換。具體電平轉(zhuǎn)換電路之間進(jìn)行電平與邏輯之間的轉(zhuǎn)換。具體電平轉(zhuǎn)換電路如圖所示。電路如圖所示。電平轉(zhuǎn)換電路電平轉(zhuǎn)換電路單片機(jī)的串口結(jié)構(gòu)及寄存器設(shè)置單片機(jī)的串口結(jié)構(gòu)及寄存器設(shè)置80C51串行口的結(jié)構(gòu)串行口的結(jié)構(gòu) 有兩個(gè)物理上獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器有兩個(gè)物理上獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器SBUF，它們占用同一地址它們占用同一地址99H ；接收器

12、是雙緩沖結(jié)構(gòu)；接收器是雙緩沖結(jié)構(gòu) ；發(fā)；發(fā)送緩沖器，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)送緩沖器，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)CPU是主動(dòng)的，不會(huì)產(chǎn)生重是主動(dòng)的，不會(huì)產(chǎn)生重疊錯(cuò)誤。疊錯(cuò)誤。 80C51串行口的控制寄存器串行口的控制寄存器 SCON 是一個(gè)特殊功能寄存器，用以設(shè)定串行是一個(gè)特殊功能寄存器，用以設(shè)定串行口的工作方式、接收口的工作方式、接收/發(fā)送控制以及設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志：發(fā)送控制以及設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志： SM0和和SM1為工作方式選擇位，可選擇四種工為工作方式選擇位，可選擇四種工作方式：作方式： 80C51串行口的工作方式串行口的工作方式 1、方式、方式0 方式方式0時(shí)，串行口為同步移位寄存器的輸入輸時(shí)，串行口為同步移位寄存器的輸入輸出

13、方式。主要用于擴(kuò)展并行輸入或輸出口。數(shù)據(jù)由出方式。主要用于擴(kuò)展并行輸入或輸出口。數(shù)據(jù)由RXD（P3.0）引腳輸入或輸出，同步移位脈沖由）引腳輸入或輸出，同步移位脈沖由TXD（P3.1）引腳輸出。發(fā)送和接收均為）引腳輸出。發(fā)送和接收均為8位數(shù)據(jù)，位數(shù)據(jù)，低位在先，高位在后。波特率固定為低位在先，高位在后。波特率固定為fosc/12方式方式0輸出輸出 方式方式0輸入輸入 方式方式0接收和發(fā)送電路接收和發(fā)送電路方式方式1 方式方式1是是10位數(shù)據(jù)的異步通信口。位數(shù)據(jù)的異步通信口。TXD為數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)發(fā)送引腳，發(fā)送引腳，RXD為數(shù)據(jù)接收引腳，傳送一幀數(shù)據(jù)的為數(shù)據(jù)接收引腳，傳送一幀數(shù)據(jù)的格式如圖所示。其中

14、格式如圖所示。其中1位起始位，位起始位，8位數(shù)據(jù)位，位數(shù)據(jù)位，1位位停止位。停止位。方式方式2和方式和方式3 方式方式2或方式或方式3時(shí)為時(shí)為11位數(shù)據(jù)的異步通信口。位數(shù)據(jù)的異步通信口。TXD為數(shù)據(jù)發(fā)送引腳，為數(shù)據(jù)發(fā)送引腳，RXD為數(shù)據(jù)接收引腳為數(shù)據(jù)接收引腳 。 方式方式2和方式和方式3時(shí)起始位時(shí)起始位1位，數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)9位（含位（含1位位附加的第附加的第9位，發(fā)送時(shí)為位，發(fā)送時(shí)為SCON中的中的TB8，接收時(shí)為，接收時(shí)為RB8），停止位），停止位1位，一幀數(shù)據(jù)為位，一幀數(shù)據(jù)為11位。方式位。方式2的波的波特率固定為晶振頻率的特率固定為晶振頻率的1/64或或1/32，方式，方式3的波特率的波特

15、率由定時(shí)器由定時(shí)器T1的溢出率決定。的溢出率決定。 波特率的計(jì)算波特率的計(jì)算 在串行通信中，收發(fā)雙方對(duì)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的在串行通信中，收發(fā)雙方對(duì)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的速率要有約定。通過(guò)軟件可對(duì)單片機(jī)串行口編程為速率要有約定。通過(guò)軟件可對(duì)單片機(jī)串行口編程為四種工作方式，其中方式四種工作方式，其中方式0和方式和方式2的波特率是固定的波特率是固定的，而方式的，而方式1和方式和方式3的波特率是可變的，由定時(shí)器的波特率是可變的，由定時(shí)器T1的溢出率來(lái)決定。的溢出率來(lái)決定。 串行口的四種工作方式對(duì)應(yīng)三種波特率。由于串行口的四種工作方式對(duì)應(yīng)三種波特率。由于輸入的移位時(shí)鐘的來(lái)源不同，所以，各種方式的波輸入的移位時(shí)鐘的

16、來(lái)源不同，所以，各種方式的波特率計(jì)算公式也不相同。特率計(jì)算公式也不相同。方式方式0的波特率的波特率 = fosc/12方式方式1的波特率的波特率 =（2SMOD/32）（T1溢出率）溢出率）方式方式2的波特率的波特率 =（2SMOD/64） fosc 方式方式3的波特率的波特率 =（2SMOD/32）（T1溢出率）溢出率） 當(dāng)當(dāng)T1作為波特率發(fā)生器時(shí)，最典型的用法是使作為波特率發(fā)生器時(shí)，最典型的用法是使T1工作在自動(dòng)再裝入的工作在自動(dòng)再裝入的8位定時(shí)器方式（即方式位定時(shí)器方式（即方式2，且且TCON的的TR1=1，以啟動(dòng)定時(shí)器）。這時(shí)溢出率，以啟動(dòng)定時(shí)器）。這時(shí)溢出率取決于取決于TH1中的計(jì)數(shù)

17、值。中的計(jì)數(shù)值。 T1 溢出率溢出率 = fosc /12256 （TH1） 在單片機(jī)的應(yīng)用中，常用的晶振頻率為：在單片機(jī)的應(yīng)用中，常用的晶振頻率為：12MHz和和11.0592MHz。所以，選用的波特率也相。所以，選用的波特率也相對(duì)固定。對(duì)固定。 SM2，多機(jī)通信控制位，主要用于方式，多機(jī)通信控制位，主要用于方式2和方式和方式3。當(dāng)接收機(jī)的當(dāng)接收機(jī)的SM2=1時(shí)可以利用收到的時(shí)可以利用收到的RB8來(lái)控制是否激來(lái)控制是否激活活RI RB80 不激活不激活RI，收到的信息丟棄；，收到的信息丟棄； RB81時(shí)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)入時(shí)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)入SBUF，并激活，并激活RI，進(jìn)而，進(jìn)而在中斷服務(wù)中將數(shù)據(jù)從

18、在中斷服務(wù)中將數(shù)據(jù)從SBUF讀走）。讀走）。 當(dāng)當(dāng)SM2=0時(shí)，不論收到的時(shí)，不論收到的RB8為為0和和1，均可以使收，均可以使收到的數(shù)據(jù)進(jìn)入到的數(shù)據(jù)進(jìn)入SBUF，并激活，并激活RI（即此時(shí)（即此時(shí)RB8不具有控不具有控制制RI激活的功能）。通過(guò)控制激活的功能）。通過(guò)控制SM2，可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信。，可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信。 在方式在方式0時(shí)，時(shí)，SM2必須是必須是0。在方式。在方式1時(shí)，若時(shí)，若SM2=1，則只有接收到有效停止位時(shí)，則只有接收到有效停止位時(shí)，RI才置才置1。REN，允許串行接收位。由軟件置，允許串行接收位。由軟件置REN=1，則啟動(dòng)，則啟動(dòng)串行口接收數(shù)據(jù)；若軟件置串行口接收數(shù)據(jù)；若軟

19、件置REN=0，則禁止接收。，則禁止接收。 TB8，在方式，在方式2或方式或方式3中，是發(fā)送數(shù)據(jù)的第九中，是發(fā)送數(shù)據(jù)的第九位，可以用軟件規(guī)定其作用?？梢杂米鲾?shù)據(jù)的奇偶位，可以用軟件規(guī)定其作用?？梢杂米鲾?shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位，或在多機(jī)通信中，作為地址幀校驗(yàn)位，或在多機(jī)通信中，作為地址幀/數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。標(biāo)志位。 在方式在方式0和方式和方式1中，該位未用。中，該位未用。 RB8，在方式，在方式2或方式或方式3中，是接收到數(shù)據(jù)的第中，是接收到數(shù)據(jù)的第九位，作為奇偶校驗(yàn)位或地址幀九位，作為奇偶校驗(yàn)位或地址幀/數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。在方式在方式1時(shí)，若時(shí)，若SM2=0，則，則RB8是接收到的

20、停止位是接收到的停止位 TI，發(fā)送中斷標(biāo)志位。在方式，發(fā)送中斷標(biāo)志位。在方式0時(shí)，當(dāng)串行發(fā)時(shí)，當(dāng)串行發(fā)送第送第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時(shí)，或在其它方式，串行發(fā)送停位數(shù)據(jù)結(jié)束時(shí)，或在其它方式，串行發(fā)送停止位的開(kāi)始時(shí)，由內(nèi)部硬件使止位的開(kāi)始時(shí)，由內(nèi)部硬件使TI置置1，向，向CPU發(fā)中發(fā)中斷申請(qǐng)。在中斷服務(wù)程序中，必須用軟件將其清斷申請(qǐng)。在中斷服務(wù)程序中，必須用軟件將其清0，取消此中斷申請(qǐng)。取消此中斷申請(qǐng)。 RI，接收中斷標(biāo)志位。在方式，接收中斷標(biāo)志位。在方式0時(shí)，當(dāng)串行接時(shí)，當(dāng)串行接收第收第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時(shí)，或在其它方式，串行接收停位數(shù)據(jù)結(jié)束時(shí)，或在其它方式，串行接收停止位的中間時(shí)，由內(nèi)部硬件使止位的中間時(shí)，由

21、內(nèi)部硬件使RI置置1，向，向CPU發(fā)中發(fā)中斷申請(qǐng)。也必須在中斷服務(wù)程序中，用軟件將其清斷申請(qǐng)。也必須在中斷服務(wù)程序中，用軟件將其清0，取消此中斷申請(qǐng)。，取消此中斷申請(qǐng)。電源控制寄存器電源控制寄存器 PCON SMOD（PCON.7） 波特率倍增位。在串行口波特率倍增位。在串行口方式方式1、方式、方式2、方式、方式3時(shí)，波特率與時(shí)，波特率與SMOD有關(guān)，有關(guān)，當(dāng)當(dāng)SMOD=1時(shí)，波特率提高一倍。復(fù)位時(shí)，時(shí)，波特率提高一倍。復(fù)位時(shí)，SMOD=0。IE中斷允許控制寄存器結(jié)構(gòu)中斷允許控制寄存器結(jié)構(gòu) 中斷允許寄存器在前一節(jié)中已闡述，這里重述中斷允許寄存器在前一節(jié)中已闡述，這里重述一下對(duì)串行口有影響的位一

22、下對(duì)串行口有影響的位ES。ES為串行中斷允許為串行中斷允許控制位，控制位，ES=1允許串行中斷，允許串行中斷，ES=0，禁止串行中，禁止串行中斷。斷。串行通信的程序設(shè)計(jì)步驟串行通信的程序設(shè)計(jì)步驟 設(shè)置串口工作方式。此時(shí)需要對(duì)設(shè)置串口工作方式。此時(shí)需要對(duì)SCON中的中的SM0、SM1進(jìn)行設(shè)置。進(jìn)行設(shè)置。PC機(jī)與單片機(jī)的通信中一機(jī)與單片機(jī)的通信中一般選擇串口工作在方式般選擇串口工作在方式1中。中。 選擇波特率發(fā)生器。選擇定時(shí)器選擇波特率發(fā)生器。選擇定時(shí)器1作為波特率作為波特率發(fā)生器；同時(shí)設(shè)置定時(shí)器工作方式。當(dāng)選擇定時(shí)器發(fā)生器；同時(shí)設(shè)置定時(shí)器工作方式。當(dāng)選擇定時(shí)器1時(shí)，需要設(shè)置其方式寄存器時(shí)，需要設(shè)

23、置其方式寄存器TMOD為計(jì)數(shù)方式并為計(jì)數(shù)方式并選擇相應(yīng)的工作方式選擇相應(yīng)的工作方式(一般選擇方式一般選擇方式2以避免重裝定以避免重裝定時(shí)器初始值時(shí)器初始值)； 設(shè)置波特率參數(shù)。波特率的參數(shù)有：特許寄設(shè)置波特率參數(shù)。波特率的參數(shù)有：特許寄存器存器PCON的的SMOD位和定時(shí)器的初始值；位和定時(shí)器的初始值；允許定時(shí)允許定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作。開(kāi)啟定時(shí)計(jì)數(shù)器工作。開(kāi)啟定時(shí)/計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 允許串行中斷。程序中我們一般采用中斷接允許串行中斷。程序中我們一般采用中斷接收方式故設(shè)置收方式故設(shè)置EA=1和和ES=1； 編寫(xiě)相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。當(dāng)有數(shù)據(jù)達(dá)到串編寫(xiě)相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。當(dāng)有數(shù)據(jù)達(dá)到串口時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行

24、所編寫(xiě)的中斷服務(wù)程序；口時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行所編寫(xiě)的中斷服務(wù)程序； 收發(fā)相應(yīng)數(shù)據(jù)。注意發(fā)送操作完成時(shí)要將收發(fā)相應(yīng)數(shù)據(jù)。注意發(fā)送操作完成時(shí)要將TI清零，接收工作完成后需要將清零，接收工作完成后需要將RI清零。清零。 注意：接受數(shù)據(jù)時(shí)，設(shè)置注意：接受數(shù)據(jù)時(shí)，設(shè)置SCON中的中的REN等于等于1，表示允許串行口接收數(shù)據(jù)。，表示允許串行口接收數(shù)據(jù)。程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)串口收發(fā)程序，波特率為設(shè)計(jì)串口收發(fā)程序，波特率為4800bps，接收，接收采用中斷方式：采用中斷方式： 根據(jù)前面的講解，編寫(xiě)串口收發(fā)程序，首先要根據(jù)前面的講解，編寫(xiě)串口收發(fā)程序，首先要確定使用的方式，本次使用方式確定使用的方式，本次使用方式

25、1，PCON設(shè)置為設(shè)置為波特率提高一倍的模式，然后根據(jù)波特率公式計(jì)算波特率提高一倍的模式，然后根據(jù)波特率公式計(jì)算出波特率為出波特率為4800時(shí)給寄存器賦的初值：時(shí)給寄存器賦的初值：方式方式1的波特率的波特率 =（2SMOD/32）（T1溢出率）溢出率）TH1=0 xf3;TL1=0 xf3;因?yàn)橐笫瞻l(fā)同時(shí)進(jìn)行，而且接收采用中斷方因?yàn)橐笫瞻l(fā)同時(shí)進(jìn)行，而且接收采用中斷方式，所以需要開(kāi)相關(guān)中斷，以下是相關(guān)的初始化設(shè)式，所以需要開(kāi)相關(guān)中斷，以下是相關(guān)的初始化設(shè)置：置：SCON = 0 x50; / SCON: 模式模式 1, 8-bit UART, 使能接收使能接收 TMOD |= 0 x20;

26、/* TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit */ TH1=0 xf3;TL1=0 xf3;PCON|= 0 x80; /波特率提高一倍波特率提高一倍 TR1 = 1; /* TR1: timer 1 run*/ EA = 1; /*打開(kāi)總中斷打開(kāi)總中斷*/ ES = 1; /*打開(kāi)串口中斷打開(kāi)串口中斷*/ 因?yàn)榇诎l(fā)送的原理都是將相關(guān)因?yàn)榇诎l(fā)送的原理都是將相關(guān)SBUF里的數(shù)據(jù)發(fā)出或里的數(shù)據(jù)發(fā)出或取出，為了方便，這里寫(xiě)出幾個(gè)發(fā)送的相關(guān)函數(shù)，在使用時(shí)取出，為了方便，這里寫(xiě)出幾個(gè)發(fā)送的相關(guān)函數(shù)，在使用時(shí)可直接給相關(guān)變量賦想要發(fā)送的字符即可，還可發(fā)送字符串可直接給相關(guān)變量賦想要發(fā)

27、送的字符即可，還可發(fā)送字符串和多位數(shù)字：和多位數(shù)字：l/*發(fā)送換行符發(fā)送換行符*/lvoid ComOutEnter(void) l l SBUF = 0 x00;l while(!TI);l TI = 0;l SBUF = 0 x0A; l while(!TI);l TI = 0;ll/*發(fā)送字符函數(shù)發(fā)送字符函數(shù)*/lvoid ComOutStr(unsigned char *Str)ll while(*Str != 0 x00) l l SBUF = *Str; l while(!TI); l TI = 0; l Str+; l ll/*發(fā)送數(shù)字函數(shù)發(fā)送數(shù)字函數(shù)*/ lvoid ComOu

28、tDec(unsigned int hex) llinttochar(hex);lComOutStr(DecStr);l 前面提到接收采用中斷方式，所以需要串口中前面提到接收采用中斷方式，所以需要串口中斷函數(shù)，在中斷中將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)再利用串口發(fā)回?cái)嗪瘮?shù)，在中斷中將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)再利用串口發(fā)回到到PC機(jī)上，過(guò)程中機(jī)上，過(guò)程中注意清楚標(biāo)志位注意清楚標(biāo)志位：l/*串口中斷程序串口中斷程序*/lvoid UART_SER (void) interrupt 4 /串行中斷服務(wù)程序串行中斷服務(wù)程序ll unsigned char Temp; /定義臨時(shí)變量定義臨時(shí)變量 l if(RI) /判斷是接收中斷產(chǎn)生

29、判斷是接收中斷產(chǎn)生l l RI=0; /標(biāo)志位清零標(biāo)志位清零l Temp=SBUF; /讀入緩沖區(qū)的值讀入緩沖區(qū)的值l SBUF=Temp; /把接收到的值再發(fā)回電腦端把接收到的值再發(fā)回電腦端ll 以上函數(shù)都完成之后即可寫(xiě)主函數(shù)，主函數(shù)很簡(jiǎn)以上函數(shù)都完成之后即可寫(xiě)主函數(shù)，主函數(shù)很簡(jiǎn)單，只要將初始化函數(shù)加到前面，然后發(fā)個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)，單，只要將初始化函數(shù)加到前面，然后發(fā)個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)，停止等中斷就可以了：停止等中斷就可以了：l/*主函數(shù)主函數(shù)*/lvoid main (void)ll SCON = 0 x50; / SCON: 模式模式 1, 8-bit UART, 使能接收使能接收l(shuí) TMOD |=

30、0 x20; / TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit reload TH1=0 xf3;lTL1=0 xf3;lPCON|= 0 x80; /波特率提高一倍波特率提高一倍l TR1 = 1; /* TR1: timer 1 run */l EA = 1; /*打開(kāi)總中斷打開(kāi)總中斷*/l ES = 1; /*打開(kāi)串口中斷打開(kāi)串口中斷*/lComOutDec(200);ldelay(10);lComOutEnter();lwhile (1) /*主循環(huán)不做任何動(dòng)作主循環(huán)不做任何動(dòng)作*/l lI2C總線概述總線概述 I2C總線是總線是PHLIPS公司推出的一種串行總線，公司推出

31、的一種串行總線，是具備多主機(jī)系統(tǒng)所需的包括總線裁決和高低速器是具備多主機(jī)系統(tǒng)所需的包括總線裁決和高低速器件同步功能的高性能串行總線。件同步功能的高性能串行總線。 I2C總線只有兩根雙向信號(hào)線。一根是數(shù)據(jù)線總線只有兩根雙向信號(hào)線。一根是數(shù)據(jù)線SDA，另一根是時(shí)鐘線，另一根是時(shí)鐘線SCL。 I2C總線通過(guò)上拉電阻接正電源。當(dāng)總線空閑總線通過(guò)上拉電阻接正電源。當(dāng)總線空閑時(shí)，兩根線均為高電平。連到總線上的任一器件輸時(shí)，兩根線均為高電平。連到總線上的任一器件輸出的低電平，都將使總線的信號(hào)變低，即各器件的出的低電平，都將使總線的信號(hào)變低，即各器件的SDA及及SCL都是線都是線“與與”關(guān)系。關(guān)系。 每個(gè)接到

32、每個(gè)接到I2C總線上的器件都有唯一的地址。總線上的器件都有唯一的地址。主機(jī)與其它器件間的數(shù)據(jù)傳送可以是由主機(jī)發(fā)送數(shù)主機(jī)與其它器件間的數(shù)據(jù)傳送可以是由主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)到其它器件，這時(shí)主機(jī)即為發(fā)送器。由總線上接據(jù)到其它器件，這時(shí)主機(jī)即為發(fā)送器。由總線上接收數(shù)據(jù)的器件則為接收器。收數(shù)據(jù)的器件則為接收器。 在多主機(jī)系統(tǒng)中，可能同時(shí)有幾個(gè)主機(jī)企圖啟在多主機(jī)系統(tǒng)中，可能同時(shí)有幾個(gè)主機(jī)企圖啟動(dòng)總線傳送數(shù)據(jù)。為了避免混亂，動(dòng)總線傳送數(shù)據(jù)。為了避免混亂， I2C總線要通過(guò)總線要通過(guò)總線仲裁，以決定由哪一臺(tái)主機(jī)控制總線。總線仲裁，以決定由哪一臺(tái)主機(jī)控制總線。 在在80C51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的串行總線擴(kuò)展中，單片機(jī)應(yīng)用系

33、統(tǒng)的串行總線擴(kuò)展中，我們經(jīng)常遇到的是以我們經(jīng)常遇到的是以80C51單片機(jī)為主機(jī)，其它接單片機(jī)為主機(jī)，其它接口器件為從機(jī)的單主機(jī)情況?？谄骷閺臋C(jī)的單主機(jī)情況。 I2C總線的數(shù)據(jù)傳送總線的數(shù)據(jù)傳送一、數(shù)據(jù)位的有效性規(guī)定一、數(shù)據(jù)位的有效性規(guī)定 I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)為高電平總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)為高電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在時(shí)鐘期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在時(shí)鐘線上的信號(hào)為低電平期間，數(shù)據(jù)線上的高電平或低線上的信號(hào)為低電平期間，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化。電平狀態(tài)才允許變化。I2C總線的數(shù)據(jù)傳送總線的數(shù)據(jù)傳送二、起始和終止信號(hào)二、起始和終止

34、信號(hào) SCL線為高電平期間，線為高電平期間，SDA線由高電平向低電線由高電平向低電平的變化表示起始信號(hào)；平的變化表示起始信號(hào)；SCL線為高電平期間，線為高電平期間，SDA線由低電平向高電平的變化表示終止信號(hào)。線由低電平向高電平的變化表示終止信號(hào)。 起始和終止信號(hào)都是由主機(jī)發(fā)出的，在起始信號(hào)產(chǎn)起始和終止信號(hào)都是由主機(jī)發(fā)出的，在起始信號(hào)產(chǎn)生后，總線就處于被占用的狀態(tài)；在終止信號(hào)產(chǎn)生后，生后，總線就處于被占用的狀態(tài)；在終止信號(hào)產(chǎn)生后，總線就處于空閑狀態(tài)?？偩€就處于空閑狀態(tài)。 連接到連接到I2C總線上的器件，若具有總線上的器件，若具有I2C總線的硬件總線的硬件接口，則很容易檢測(cè)到起始和終止信號(hào)。對(duì)于不

35、具備接口，則很容易檢測(cè)到起始和終止信號(hào)。對(duì)于不具備I2C總線硬件接口的有些單片機(jī)來(lái)說(shuō)，為了檢測(cè)起始和總線硬件接口的有些單片機(jī)來(lái)說(shuō)，為了檢測(cè)起始和終止信號(hào)，必須保證在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)線終止信號(hào)，必須保證在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)線SDA采采樣兩次。樣兩次。 接收器件收到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)后，有可能需要接收器件收到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)后，有可能需要完成一些其它工作，如處理內(nèi)部中斷服務(wù)等，可能無(wú)法完成一些其它工作，如處理內(nèi)部中斷服務(wù)等，可能無(wú)法立刻接收下一個(gè)字節(jié)，這時(shí)接收器件可以將立刻接收下一個(gè)字節(jié)，這時(shí)接收器件可以將SCL線拉成線拉成低電平，從而使主機(jī)處于等待狀態(tài)。直到接收器件準(zhǔn)備低電平，從而使主機(jī)

36、處于等待狀態(tài)。直到接收器件準(zhǔn)備好接收下一個(gè)字節(jié)時(shí)，再釋放好接收下一個(gè)字節(jié)時(shí)，再釋放SCL線使之為高電平，從線使之為高電平，從而使數(shù)據(jù)傳送可以繼續(xù)進(jìn)行。而使數(shù)據(jù)傳送可以繼續(xù)進(jìn)行。I2C總線的數(shù)據(jù)傳送總線的數(shù)據(jù)傳送三、數(shù)據(jù)傳送格式三、數(shù)據(jù)傳送格式 （1）字節(jié)傳送與應(yīng)答）字節(jié)傳送與應(yīng)答 每一個(gè)字節(jié)必須保證是每一個(gè)字節(jié)必須保證是8位長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)傳送時(shí)，位長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)傳送時(shí)，先傳送最高位（先傳送最高位（MSB），每一個(gè)被傳送的字節(jié)后面），每一個(gè)被傳送的字節(jié)后面都必須跟隨一位應(yīng)答位（即一幀共有都必須跟隨一位應(yīng)答位（即一幀共有9位）。位）。 由于某種原因從機(jī)不對(duì)主機(jī)尋址信號(hào)應(yīng)答時(shí)由于某種原因從機(jī)不對(duì)主機(jī)尋址信號(hào)

37、應(yīng)答時(shí)（如從機(jī)正在進(jìn)行實(shí)時(shí)性的處理工作而無(wú)法接收總（如從機(jī)正在進(jìn)行實(shí)時(shí)性的處理工作而無(wú)法接收總線上的數(shù)據(jù)），它必須將數(shù)據(jù)線置于高電平，而由線上的數(shù)據(jù)），它必須將數(shù)據(jù)線置于高電平，而由主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)終止信號(hào)以結(jié)束總線的數(shù)據(jù)傳送。主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)終止信號(hào)以結(jié)束總線的數(shù)據(jù)傳送。 如果從機(jī)對(duì)主機(jī)進(jìn)行了應(yīng)答，但在數(shù)據(jù)傳送一如果從機(jī)對(duì)主機(jī)進(jìn)行了應(yīng)答，但在數(shù)據(jù)傳送一段時(shí)間后無(wú)法繼續(xù)接收更多的數(shù)據(jù)時(shí)，從機(jī)可以通段時(shí)間后無(wú)法繼續(xù)接收更多的數(shù)據(jù)時(shí)，從機(jī)可以通過(guò)對(duì)無(wú)法接收的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的過(guò)對(duì)無(wú)法接收的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的“非應(yīng)答非應(yīng)答”通知通知主機(jī)，主機(jī)則應(yīng)發(fā)出終止信號(hào)以結(jié)束數(shù)據(jù)的繼續(xù)傳主機(jī)，主機(jī)則應(yīng)發(fā)出終止信號(hào)以結(jié)束數(shù)據(jù)

38、的繼續(xù)傳送。送。 當(dāng)主機(jī)接收數(shù)據(jù)時(shí)，它收到最后一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)當(dāng)主機(jī)接收數(shù)據(jù)時(shí)，它收到最后一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，必須向從機(jī)發(fā)出一個(gè)結(jié)束傳送的信號(hào)。這個(gè)信后，必須向從機(jī)發(fā)出一個(gè)結(jié)束傳送的信號(hào)。這個(gè)信號(hào)是由對(duì)從機(jī)的號(hào)是由對(duì)從機(jī)的“非應(yīng)答非應(yīng)答”來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然后，從機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然后，從機(jī)釋放釋放SDA線，以允許主機(jī)產(chǎn)生終止信號(hào)。線，以允許主機(jī)產(chǎn)生終止信號(hào)。 （2）數(shù)據(jù)幀格式）數(shù)據(jù)幀格式 I2C總線上傳送的數(shù)據(jù)信號(hào)是廣義的，既包括總線上傳送的數(shù)據(jù)信號(hào)是廣義的，既包括地址信號(hào)，又包括真正的數(shù)據(jù)信號(hào)。地址信號(hào)，又包括真正的數(shù)據(jù)信號(hào)。 在起始信號(hào)后必須傳送一個(gè)從機(jī)的地址（在起始信號(hào)后必須傳送一個(gè)從機(jī)的地址（7位），第位

39、），第8位是數(shù)據(jù)的傳送方向位（位是數(shù)據(jù)的傳送方向位（R/），用），用“0”表示主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)（表示主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)（T），），“1”表示主機(jī)接收數(shù)據(jù)表示主機(jī)接收數(shù)據(jù)（R）。每次數(shù)據(jù)傳送總是由主機(jī)產(chǎn)生的終止信號(hào)）。每次數(shù)據(jù)傳送總是由主機(jī)產(chǎn)生的終止信號(hào)結(jié)束。但是，若主機(jī)希望繼續(xù)占用總線進(jìn)行新的數(shù)結(jié)束。但是，若主機(jī)希望繼續(xù)占用總線進(jìn)行新的數(shù)據(jù)傳送，則可以不產(chǎn)生終止信號(hào)，馬上再次發(fā)出起據(jù)傳送，則可以不產(chǎn)生終止信號(hào)，馬上再次發(fā)出起始信號(hào)對(duì)另一從機(jī)進(jìn)行尋址。始信號(hào)對(duì)另一從機(jī)進(jìn)行尋址。 在總線的一次數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，可以有以下幾種組合在總線的一次數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，可以有以下幾種組合方式：方式： a、主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)

40、，數(shù)據(jù)傳送方向在整個(gè)傳送、主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送方向在整個(gè)傳送過(guò)程中不變：過(guò)程中不變： 注：有陰影部分表示數(shù)據(jù)由主機(jī)向從機(jī)傳送，無(wú)陰影注：有陰影部分表示數(shù)據(jù)由主機(jī)向從機(jī)傳送，無(wú)陰影部分則表示數(shù)據(jù)由從機(jī)向主機(jī)傳送。部分則表示數(shù)據(jù)由從機(jī)向主機(jī)傳送。 A表示應(yīng)答，表示應(yīng)答， 表示非應(yīng)答（高電平）。表示非應(yīng)答（高電平）。S表示起表示起始信號(hào)，始信號(hào)，P表示終止信號(hào)。表示終止信號(hào)。_Ab、主機(jī)在第一個(gè)字節(jié)后，立即由從機(jī)讀數(shù)據(jù)、主機(jī)在第一個(gè)字節(jié)后，立即由從機(jī)讀數(shù)據(jù) c、在傳送過(guò)程中，當(dāng)需要改變傳送方向時(shí)，、在傳送過(guò)程中，當(dāng)需要改變傳送方向時(shí)，起始信號(hào)和從機(jī)地址都被重復(fù)產(chǎn)生一次，但兩次讀起始信號(hào)和從機(jī)

41、地址都被重復(fù)產(chǎn)生一次，但兩次讀/寫(xiě)方向位正好反相。寫(xiě)方向位正好反相?？偩€的尋址總線的尋址I2C總線協(xié)議有明確的規(guī)定：采用總線協(xié)議有明確的規(guī)定：采用7位的尋址字位的尋址字節(jié)（尋址字節(jié)是起始信號(hào)后的第一個(gè)字節(jié)）。節(jié)（尋址字節(jié)是起始信號(hào)后的第一個(gè)字節(jié)）。 （1）尋址字節(jié)的位定義）尋址字節(jié)的位定義 D7D1位組成從機(jī)的地址。位組成從機(jī)的地址。D0位是數(shù)據(jù)傳送位是數(shù)據(jù)傳送方向位，為方向位，為“0”時(shí)表示主機(jī)向從機(jī)寫(xiě)數(shù)據(jù)，為時(shí)表示主機(jī)向從機(jī)寫(xiě)數(shù)據(jù)，為“1”時(shí)表示主機(jī)由從機(jī)讀數(shù)據(jù)。時(shí)表示主機(jī)由從機(jī)讀數(shù)據(jù)。 主機(jī)發(fā)送地址時(shí)，總線上的每個(gè)從機(jī)都將這主機(jī)發(fā)送地址時(shí)，總線上的每個(gè)從機(jī)都將這7位地址碼與自己的地址進(jìn)行

42、比較，如果相同，則認(rèn)位地址碼與自己的地址進(jìn)行比較，如果相同，則認(rèn)為自己正被主機(jī)尋址，根據(jù)為自己正被主機(jī)尋址，根據(jù)R/位將自己確定為發(fā)送位將自己確定為發(fā)送器或接收器。器或接收器。 從機(jī)的地址由固定部分和可編程部分組成。在從機(jī)的地址由固定部分和可編程部分組成。在一個(gè)系統(tǒng)中可能希望接入多個(gè)相同的從機(jī)，從機(jī)地一個(gè)系統(tǒng)中可能希望接入多個(gè)相同的從機(jī)，從機(jī)地址中可編程部分決定了可接入總線該類(lèi)器件的最大址中可編程部分決定了可接入總線該類(lèi)器件的最大數(shù)目。如一個(gè)從機(jī)的數(shù)目。如一個(gè)從機(jī)的7位尋址位有位尋址位有4位是固定位，位是固定位，3位是可編程位，這時(shí)僅能尋址位是可編程位，這時(shí)僅能尋址8個(gè)同樣的器件，即個(gè)同樣的器

43、件，即可以有可以有8個(gè)同樣的器件接入到該個(gè)同樣的器件接入到該I2C總線系統(tǒng)中?？偩€系統(tǒng)中。 （2）尋址字節(jié)中的特殊地址）尋址字節(jié)中的特殊地址 固定地址編號(hào)固定地址編號(hào)0000和和1111已被保留作為特殊用已被保留作為特殊用途。途。 起始信號(hào)后的第一字節(jié)的起始信號(hào)后的第一字節(jié)的8位為位為“0000 0000”時(shí)，稱(chēng)為通用呼叫地址。通用呼叫地址的用意在第時(shí)，稱(chēng)為通用呼叫地址。通用呼叫地址的用意在第二字節(jié)中加以說(shuō)明。格式為：二字節(jié)中加以說(shuō)明。格式為： 第二字節(jié)為第二字節(jié)為 06H時(shí)，所有能響應(yīng)通用呼叫地址時(shí)，所有能響應(yīng)通用呼叫地址的從機(jī)器件復(fù)位，并由硬件裝入從機(jī)地址的可編程的從機(jī)器件復(fù)位，并由硬件裝

44、入從機(jī)地址的可編程部分。能響應(yīng)命令的從機(jī)器件復(fù)位時(shí)不拉低部分。能響應(yīng)命令的從機(jī)器件復(fù)位時(shí)不拉低SDA和和SCL線，以免堵塞總線。線，以免堵塞總線。 第二字節(jié)為第二字節(jié)為 04H時(shí)，所有能響應(yīng)通用呼叫地址時(shí)，所有能響應(yīng)通用呼叫地址并通過(guò)硬件來(lái)定義其可編程地址的從機(jī)器件將鎖定并通過(guò)硬件來(lái)定義其可編程地址的從機(jī)器件將鎖定地址中的可編程位，但不進(jìn)行復(fù)位。地址中的可編程位，但不進(jìn)行復(fù)位。如果第二字節(jié)的方向位如果第二字節(jié)的方向位B為為“1”，則這兩個(gè)字，則這兩個(gè)字節(jié)命令稱(chēng)為硬件通用呼叫命令。節(jié)命令稱(chēng)為硬件通用呼叫命令。 在這第二字節(jié)的高在這第二字節(jié)的高7位說(shuō)明自己的地址。接在總位說(shuō)明自己的地址。接在總線上

45、的智能器件，如單片機(jī)或其他微處理器能識(shí)別線上的智能器件，如單片機(jī)或其他微處理器能識(shí)別這個(gè)地址，并與之傳送數(shù)據(jù)。硬件主器件作為從機(jī)這個(gè)地址，并與之傳送數(shù)據(jù)。硬件主器件作為從機(jī)使用時(shí)，也用這個(gè)地址作為從機(jī)地址。格式為：使用時(shí)，也用這個(gè)地址作為從機(jī)地址。格式為： 在系統(tǒng)中另一種選擇可能是系統(tǒng)復(fù)位時(shí)硬件主在系統(tǒng)中另一種選擇可能是系統(tǒng)復(fù)位時(shí)硬件主機(jī)器件工作在從機(jī)接收器方式，這時(shí)由系統(tǒng)中的主機(jī)器件工作在從機(jī)接收器方式，這時(shí)由系統(tǒng)中的主機(jī)先告訴硬件主機(jī)器件數(shù)據(jù)應(yīng)送往的從機(jī)器件地址，機(jī)先告訴硬件主機(jī)器件數(shù)據(jù)應(yīng)送往的從機(jī)器件地址，當(dāng)硬件主機(jī)器件要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)就可以直接向指定從當(dāng)硬件主機(jī)器件要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)就可以直接向

46、指定從機(jī)器件發(fā)送數(shù)據(jù)了。機(jī)器件發(fā)送數(shù)據(jù)了。 （3）起始字節(jié)）起始字節(jié) 起始字節(jié)是提供給沒(méi)有起始字節(jié)是提供給沒(méi)有I2C總線接口的單片機(jī)總線接口的單片機(jī)查詢(xún)查詢(xún)I2C總線時(shí)使用的特殊字節(jié)。總線時(shí)使用的特殊字節(jié)。 不具備不具備I2C總線接口的單片機(jī)，則必須通過(guò)軟總線接口的單片機(jī)，則必須通過(guò)軟件不斷地檢測(cè)總線，以便及時(shí)地響應(yīng)總線的請(qǐng)求。件不斷地檢測(cè)總線，以便及時(shí)地響應(yīng)總線的請(qǐng)求。單片機(jī)的速度與硬件接口器件的速度就出現(xiàn)了較大單片機(jī)的速度與硬件接口器件的速度就出現(xiàn)了較大的差別，為此，的差別，為此，I2C總線上的數(shù)據(jù)傳送要由一個(gè)較總線上的數(shù)據(jù)傳送要由一個(gè)較長(zhǎng)的起始過(guò)程加以引導(dǎo)。長(zhǎng)的起始過(guò)程加以引導(dǎo)。 引導(dǎo)過(guò)

47、程由起始信號(hào)、起始字節(jié)、應(yīng)答位、重引導(dǎo)過(guò)程由起始信號(hào)、起始字節(jié)、應(yīng)答位、重復(fù)起始信號(hào)（復(fù)起始信號(hào)（Sr）組成。）組成。 請(qǐng)求訪問(wèn)總線的主機(jī)發(fā)出起始信號(hào)后，發(fā)送起請(qǐng)求訪問(wèn)總線的主機(jī)發(fā)出起始信號(hào)后，發(fā)送起始字節(jié)（始字節(jié)（0000 0001），另一個(gè)單片機(jī)可以用一個(gè)比），另一個(gè)單片機(jī)可以用一個(gè)比較低的速率采樣較低的速率采樣SDA線，直到檢測(cè)到起始字節(jié)中的線，直到檢測(cè)到起始字節(jié)中的7個(gè)個(gè)“0”中的一個(gè)為止。在檢測(cè)到中的一個(gè)為止。在檢測(cè)到SDA線上的高電線上的高電平后，單片機(jī)就可以用較高的采樣速率，以便尋找平后，單片機(jī)就可以用較高的采樣速率，以便尋找作為同步信號(hào)使用的第二個(gè)起始信號(hào)作為同步信號(hào)使用的第二

48、個(gè)起始信號(hào)Sr。 在起始信號(hào)后的應(yīng)答時(shí)鐘脈沖僅僅是為了和總在起始信號(hào)后的應(yīng)答時(shí)鐘脈沖僅僅是為了和總線所使用的格式一致，并不要求器件在這個(gè)脈沖期線所使用的格式一致，并不要求器件在這個(gè)脈沖期間作應(yīng)答。間作應(yīng)答。80C51單片機(jī)單片機(jī)I2C串行總線器件的接口串行總線器件的接口 總線數(shù)據(jù)傳送的模擬總線數(shù)據(jù)傳送的模擬 主機(jī)可以采用不帶主機(jī)可以采用不帶I2C總線接口的單片機(jī)，如總線接口的單片機(jī)，如80C51、AT89C2051等單片機(jī)，利用軟件實(shí)現(xiàn)等單片機(jī)，利用軟件實(shí)現(xiàn)I2C總線的數(shù)據(jù)傳送，即軟件與硬件結(jié)合的信號(hào)模擬?？偩€的數(shù)據(jù)傳送，即軟件與硬件結(jié)合的信號(hào)模擬。 一、典型信號(hào)模擬一、典型信號(hào)模擬 為了保證

49、數(shù)據(jù)傳送的可靠性，標(biāo)準(zhǔn)的為了保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性，標(biāo)準(zhǔn)的I2C總線總線的數(shù)據(jù)傳送有嚴(yán)格的時(shí)序要求。的數(shù)據(jù)傳送有嚴(yán)格的時(shí)序要求。I2C總線的起始信總線的起始信號(hào)、終止信號(hào)、發(fā)送號(hào)、終止信號(hào)、發(fā)送“0”及發(fā)送及發(fā)送“1”的模擬時(shí)序的模擬時(shí)序 ： 典型信號(hào)模擬子程序典型信號(hào)模擬子程序（1）起始信號(hào)）起始信號(hào)lVoid T2CStart(void)llSomeNop( );lSCL = 1;lSomeNop( );lSDA = 0;lSomeNop( );lSCL = 0;lSomeNop( );l（2）終止信號(hào)）終止信號(hào)lvoid I2cStop(void)llSDA = 0;lSomeNop( )

50、;lSCL = 1;lSomeNop( );lSDA = 1;lSomeNop( );lSCL = 0;lI2C總線器件的擴(kuò)展總線器件的擴(kuò)展一、擴(kuò)展電路一、擴(kuò)展電路串行串行E2PROM的擴(kuò)展的擴(kuò)展 （1）串行）串行E2PROM典型產(chǎn)品典型產(chǎn)品ATMEL公司的公司的AT24C系列：系列：lAT24C01：128字節(jié)（字節(jié)（1288位）；位）；lAT24C02：256字節(jié)（字節(jié)（2568位）；位）；lAT24C04：512字節(jié)（字節(jié)（5128位）位）AT24C08：1K字節(jié)（字節(jié)（1K8位）；位）；lAT24C16：2K字節(jié)（字節(jié)（2K8位）；位）； 寫(xiě)入過(guò)程寫(xiě)入過(guò)程 AT24C系列系列E2PRO

51、M芯片地址的固定部分為芯片地址的固定部分為1010，A2、A1、A0引腳接高、低電平后得到確定引腳接高、低電平后得到確定的的3位編碼。形成的位編碼。形成的7位編碼即為該器件的地址碼。位編碼即為該器件的地址碼。 單片機(jī)進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，首先發(fā)送該器件的單片機(jī)進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，首先發(fā)送該器件的7位位地址碼和寫(xiě)方向位地址碼和寫(xiě)方向位“0”（共（共8位，即一個(gè)字節(jié)），位，即一個(gè)字節(jié)），發(fā)送完后釋放發(fā)送完后釋放SDA線并在線并在SCL線上產(chǎn)生第線上產(chǎn)生第9個(gè)時(shí)鐘個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。被選中的存儲(chǔ)器器件在確認(rèn)是自己的地址后，信號(hào)。被選中的存儲(chǔ)器器件在確認(rèn)是自己的地址后，在在SDA線上產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)作為相應(yīng)，單片機(jī)收線上產(chǎn)

52、生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)作為相應(yīng)，單片機(jī)收到應(yīng)答后就可以傳送數(shù)據(jù)了。到應(yīng)答后就可以傳送數(shù)據(jù)了。 傳送數(shù)據(jù)時(shí)，單片機(jī)首先發(fā)送一個(gè)字節(jié)的被寫(xiě)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，單片機(jī)首先發(fā)送一個(gè)字節(jié)的被寫(xiě)入器件的存儲(chǔ)區(qū)的首地址，收到存儲(chǔ)器器件的應(yīng)答入器件的存儲(chǔ)區(qū)的首地址，收到存儲(chǔ)器器件的應(yīng)答后，單片機(jī)就逐個(gè)發(fā)送各數(shù)據(jù)字節(jié)，但每發(fā)送一個(gè)后，單片機(jī)就逐個(gè)發(fā)送各數(shù)據(jù)字節(jié)，但每發(fā)送一個(gè)字節(jié)后都要等待應(yīng)答。字節(jié)后都要等待應(yīng)答。 AT24C系列器件片內(nèi)地址在接收到每一個(gè)數(shù)據(jù)系列器件片內(nèi)地址在接收到每一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)地址后自動(dòng)加字節(jié)地址后自動(dòng)加1，在芯片的，在芯片的“一次裝載字節(jié)數(shù)一次裝載字節(jié)數(shù)”（不同芯片字節(jié)數(shù)不同）限度內(nèi)，只需輸入首地址。（不同

53、芯片字節(jié)數(shù)不同）限度內(nèi)，只需輸入首地址。裝載字節(jié)數(shù)超過(guò)芯片的裝載字節(jié)數(shù)超過(guò)芯片的“一次裝載字節(jié)數(shù)一次裝載字節(jié)數(shù)”時(shí)，數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)地址將據(jù)地址將“上卷上卷”，前面的數(shù)據(jù)將被覆蓋。，前面的數(shù)據(jù)將被覆蓋。 當(dāng)要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)傳送完后，單片機(jī)應(yīng)發(fā)出終止當(dāng)要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)傳送完后，單片機(jī)應(yīng)發(fā)出終止信號(hào)以結(jié)束寫(xiě)入操作。寫(xiě)入信號(hào)以結(jié)束寫(xiě)入操作。寫(xiě)入n個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)格式個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)格式 ：讀出過(guò)程讀出過(guò)程 單片機(jī)先發(fā)送該器件的單片機(jī)先發(fā)送該器件的7位地址碼和寫(xiě)方向位位地址碼和寫(xiě)方向位“0”（“偽寫(xiě)偽寫(xiě)”），發(fā)送完后釋放），發(fā)送完后釋放SDA線并在線并在SCL線上產(chǎn)生線上產(chǎn)生第第9個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。被選中的存儲(chǔ)器器件在確認(rèn)是自己

54、的個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。被選中的存儲(chǔ)器器件在確認(rèn)是自己的地址后，在地址后，在SDA線上產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)作為相應(yīng)。線上產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)作為相應(yīng)。 然后，再發(fā)一個(gè)字節(jié)的要讀出器件的存儲(chǔ)區(qū)的首地然后，再發(fā)一個(gè)字節(jié)的要讀出器件的存儲(chǔ)區(qū)的首地址，收到應(yīng)答后，單片機(jī)要重復(fù)一次起始信號(hào)并發(fā)出器址，收到應(yīng)答后，單片機(jī)要重復(fù)一次起始信號(hào)并發(fā)出器件地址和讀方向位（件地址和讀方向位（“1”），收到器件應(yīng)答后就可以），收到器件應(yīng)答后就可以讀出數(shù)據(jù)字節(jié)，每讀出一個(gè)字節(jié)，單片機(jī)都要回復(fù)應(yīng)答讀出數(shù)據(jù)字節(jié)，每讀出一個(gè)字節(jié)，單片機(jī)都要回復(fù)應(yīng)答信號(hào)。當(dāng)最后一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)讀完后，單片機(jī)應(yīng)返回以信號(hào)。當(dāng)最后一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)讀完后，單片機(jī)應(yīng)返回以“非

55、應(yīng)答非應(yīng)答”（高電平），并發(fā)出終止信號(hào)以結(jié)束讀出操（高電平），并發(fā)出終止信號(hào)以結(jié)束讀出操作。作。 程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì) 利用利用EEPEROM（AT24C02）和）和IIC協(xié)議實(shí)現(xiàn)協(xié)議實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)計(jì)數(shù)功能，通過(guò)數(shù)碼管顯示開(kāi)機(jī)的次數(shù)：開(kāi)機(jī)計(jì)數(shù)功能，通過(guò)數(shù)碼管顯示開(kāi)機(jī)的次數(shù)： 分析可知，需要實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)計(jì)數(shù)功能，就需將前分析可知，需要實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)計(jì)數(shù)功能，就需將前一次開(kāi)機(jī)的數(shù)據(jù)存入一次開(kāi)機(jī)的數(shù)據(jù)存入24C02中，每次開(kāi)機(jī)的時(shí)候取中，每次開(kāi)機(jī)的時(shí)候取出加出加1再存入，掉電保存。這就需要知道再存入，掉電保存。這就需要知道24C02的操的操作方式。通過(guò)前面可知，作方式。通過(guò)前面可知，24C02可通過(guò)可通過(guò)IIC協(xié)議進(jìn)行

56、協(xié)議進(jìn)行相關(guān)操作，所以需要先了解相關(guān)的時(shí)序，然后通過(guò)相關(guān)操作，所以需要先了解相關(guān)的時(shí)序，然后通過(guò)時(shí)序圖寫(xiě)出相關(guān)的子函數(shù)：時(shí)序圖寫(xiě)出相關(guān)的子函數(shù)：l/*-啟動(dòng)啟動(dòng)IIC總線總線-*/lvoid Start(void)ll Sda=1;l _nop_();_nop_();l Scl=1;l _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();l Sda=0;l _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();l Scl=0;ll/*-停止停止IIC總線總線-*/lvoid Stop(void)llSda=0;l _nop_();l Scl

57、=1;l _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();l Sda=1;l _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();l Scl=0;ll/*-應(yīng)答應(yīng)答IIC總線總線-*/lvoid Ack(void)ll Sda=0;l_nop_();_nop_();_nop_();lScl=1;l_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();lScl=0;l_nop_();_nop_();ll/*-非應(yīng)答非應(yīng)答IIC總線總線-*/lvoid NoAck(void)llSda=1;l_nop_();_n

58、op_();_nop_();lScl=1;l_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();lScl=0;l_nop_();_nop_();ll/*-發(fā)送一個(gè)字節(jié)發(fā)送一個(gè)字節(jié)-*/lvoid Send(unsigned char Data)l lunsigned char BitCounter=8;lunsigned char temp;ldolltemp=Data;lScl=0;l_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();lif(temp&0 x80)=0 x80)l Sda=1;lelsel Sda=0;lScl

59、=1;ltemp=Data1;lData=temp;lBitCounter-;llwhile(BitCounter);lScl=0;ll/*-讀入一個(gè)字節(jié)并返回讀入一個(gè)字節(jié)并返回-*/lunsigned char Read(void)llunsigned char temp=0;lunsigned char temp1=0;lunsigned char BitCounter=8;lSda=1;ldollScl=0;l _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();lScl=1;l_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();lif(Sda)l temp=temp|0 x01;lelsel temp=temp&0 xfe;lif(BitCou