基于Protues的I2C總線實驗仿真

1、基于Protues的I2C總線 實驗仿真 目錄 1. I2C串行總線概述串行總線概述 2.硬件設(shè)計硬件設(shè)計 3.仿真調(diào)試仿真調(diào)試1. I2C串行總線概述串行總線概述 I2C （Inter IC BUS）總線是）總線是PHLIPS公公司推出的一種串行總線，司推出的一種串行總線，其目的是使電子系其目的是使電子系統(tǒng)各個統(tǒng)各個ICIC器件之間的連線變得容易器件之間的連線變得容易。 因為使用傳統(tǒng)的并行總線在因為使用傳統(tǒng)的并行總線在ICIC器件之間器件之間連接，往往會使得連接，往往會使得ICIC之間連線較多，顯得非之間連線較多，顯得非常復雜。而常復雜。而I2C總線則使總線則使ICIC器件之間只需器件之間只

2、需SDASDA、SCLSCL兩條連線就可以傳送數(shù)據(jù)，因而十分方便。兩條連線就可以傳送數(shù)據(jù)，因而十分方便。 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總線進行數(shù)據(jù)傳送時，總線進行數(shù)據(jù)傳送時，時鐘信號為高電平期間時鐘信號為高電平期間，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在時鐘線上的信號為低電時鐘線上的信號為低電平期間平期間，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化。，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化。 1.1 1.1 I2C總線的數(shù)據(jù)傳送總線的數(shù)據(jù)傳送二、起始和終止信號二、起始和終止信號 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

3、高電平向低電平的變化表示起始信號；平的變化表示起始信號；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。線由低電平向高電平的變化表示終止信號。 三三、應答信號、應答信號 I2C總線協(xié)議規(guī)定，每傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)后，都要有一個總線協(xié)議規(guī)定，每傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)后，都要有一個應答信號，以確定數(shù)據(jù)是否被對方收到。應答信號由接應答信號，以確定數(shù)據(jù)是否被對方收到。應答信號由接收設(shè)備產(chǎn)生，在收設(shè)備產(chǎn)生，在SCL信號為高電平期間，接收設(shè)備將信號為高電平期間，接收設(shè)備將SDA拉為低電平，表示數(shù)據(jù)傳輸正確，時序圖如下圖。拉為低電平，表示數(shù)據(jù)傳輸正確，時序圖如下圖。 四四、尋址信號、

4、尋址信號 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)是起始信號后的第一個字節(jié)）節(jié)（尋址字節(jié)是起始信號后的第一個字節(jié)）。 D7D1位組成從機的地址。位組成從機的地址。D0位是數(shù)據(jù)位是數(shù)據(jù)傳送方向位，為傳送方向位，為“0”時表示主機向從機寫數(shù)時表示主機向從機寫數(shù)據(jù)，為據(jù)，為“1”時表示主機由從機讀數(shù)據(jù)。時表示主機由從機讀數(shù)據(jù)。1.2 單片機模擬單片機模擬I2C總線通信總線通信一一、典型信號模擬、典型信號模擬 為了保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性，標準為了保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性，標準的的I2C總線總線的數(shù)的數(shù)據(jù)傳送有嚴格的時序要求據(jù)傳送有嚴格的時序要求。 I2C總

5、線總線的起始信號、的起始信號、終止信號、發(fā)送終止信號、發(fā)送“0”及發(fā)送及發(fā)送“1”的模擬時序的模擬時序 ： 目前市場上很多單片機都已經(jīng)具有硬件目前市場上很多單片機都已經(jīng)具有硬件I2C總線控制單元，總線控制單元，這類單片機在工作時，總線狀態(tài)由硬件檢測，無須用戶介入，這類單片機在工作時，總線狀態(tài)由硬件檢測，無須用戶介入，操作非常方便。操作非常方便。 但是還有許多單片機并不具有但是還有許多單片機并不具有I2C總線接口，如總線接口，如51單片機，單片機，不過我們可以使用軟件通過不過我們可以使用軟件通過51單片機的單片機的IO口模擬口模擬I2C總線的總線的工作時序，在使用時，只需正確調(diào)用各個函數(shù)就能方便

6、地擴工作時序，在使用時，只需正確調(diào)用各個函數(shù)就能方便地擴展展I2C總線接口器件?？偩€接口器件。二、典型信號模擬子程序二、典型信號模擬子程序（1）起始信號）起始信號void start( ) SDA = 1;delay( );SCL = 1;delay( );SDA = 0;delay( );（2）終止信號）終止信號void stop( )SDA = 0;delay( );SCL = 1;delay( );SDA = 1;delay( );2.硬件設(shè)計 本次I2C總線的實驗仿真過程如下：單片機作為主器件，EEPROM24C02C作為從器件，將數(shù)據(jù)“0 xaa”寫入24C02C，再讀出送P1口通過LED燈顯示。 本設(shè)計硬件電路比較簡單，