代码收藏家 单片机学习（13）- 学习AT24C02的I2C总线应用
AT24C02(I2C总线）
13.1AT24C02（I2C总线）基础知识
1.存储器介绍
2.存储器简化模型
3.AT24C02介绍
AT24C02是一种可以实现掉电不丢失的存储器，可用于保存单片机运行时想要永久保存的数据信息
存储介质：E2PROM
通讯接口：I2C总线
容量：256字节
4.引脚及应用电路
5.内部结构框图
6.I2C总线
（1）I2C总线的介绍
I2C总线(InterICBUS)是由Philips公司开发的一种通用数据总线·两根通信线：SCL(SerialClock)、SDA(SerialData)
同步、半双工，带数据应答
通用的I2C总线，可以使各种设备的通信标准统一，对于厂家来说，使用成熟的方案可以缩短芯片设计周期、提高稳定性，对于应用者来说，使用通用的通信协议可以避免学习各种各样的自定义协议.降低了学习和应用的难度I
（2）I2C电路结构
所有I2C设备的SCL连在一起，SDA连在一起
设备的SCL和SDA均要配置成开漏输出模式
SCL和SDA各添加一个上拉电阻，阴值一般为4.7K左右
开漏输出和上拉电阻的共同作用实现了“线与”的功能，此设计主要是为了解决多机通信互相干扰的问题
（3）I2C时序结构
起始条件：SCL高电平期间，SDA从高电平切换到低电平
终止条件：SCL高电平期间，SDA从低电平切换到高电平
发送一个字节：SCL低电平期间，主机将数据位依次放到SDA线上(高位在前)，然后拉高SCL，从机将在SCL高电平期间读取数据位所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次.即可发送一个字节
接收一个字节：SCL低电平期间，从机将数据位依次放到SDA线上(高位在前)，然后拉高SCL主机将在SCL高电平期间读取数据位，所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次.即可接收一个字节(主机在接收之前，需要释放SDA)
（4）I2C数据帧
13.2AT24C02数据存储&秒表（定时器扫描按键数码管）
1.AT24C02数据存储代码
（1）工程目录
（2）main.c函数
功能：存储数据
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "Key.h"
#include "AT24C02.h"
unsigned char KeyNum;
unsigned int Num;
void main()
{
LCD_Init();
LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
while(1)
{
KeyNum=Key();
if(KeyNum==1)
{
Num++;
LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
}
if(KeyNum==2)
{
Num--;
LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
}
if(KeyNum==3)
{
AT24C02_WriteByte(0,Num%256);
Delay(5);
AT24C02_WriteByte(1,Num/256);
Delay(5);
LCD_ShowString(2,1,"Write OK");
Delay(1000);
LCD_ShowString(2,1," ");
}
if(KeyNum==4)
{
Num=AT24C02_ReadByte(0);
Num|=AT24C02_ReadByte(1)<<8;
LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
LCD_ShowString(2,1,"Read OK");
Delay(1000);
LCD_ShowString(2,1," ");
}
}
}
（3）AT24C02.c函数
#include <REGX52.H>
#include "I2C.h"
#define AT24C02_ADDRESS 0xA0
/**
* @brief AT24C02写入一个字节
* @param Worddress要写入字节的地址
* @param Worddress要写入字节的数据
* @retval 无
*/
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data)
{
unsigned char Ack;
I2C_Start();
I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);
I2C_ReceiveAck();
I2C_SendByte(WordAddress);
I2C_ReceiveAck();
I2C_SendByte(Data);
I2C_ReceiveAck();
I2C_Stop();
}
/**
* @brief AT24C02读取一个字节
* @param Worddress要读出字节的地址
* @retval 读出的数据
*/
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress)
{
unsigned char Data;
I2C_Start();
I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);
I2C_ReceiveAck();
I2C_SendByte(WordAddress);
I2C_ReceiveAck();
I2C_Start();
I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS|0x01);
I2C_ReceiveAck();
Data=I2C_ReceiveByte();
I2C_SendAck(1);
I2C_Stop();
return Data;
}
（4）I2C.c函数
#include <REGX52.H>
sbit I2C_SCL=P2^1;
sbit I2C_SDA=P2^0;
/**
* @brief I2C开始
* @param 无
* @retval 无
*/
void I2C_Start(void)
{
I2C_SDA=1;
I2C_SCL=1;
I2C_SDA=0;
I2C_SCL=0;
}
/**
* @brief I2C停止
* @param 无
* @retval 无
*/
void I2C_Stop(void)
{
I2C_SDA=0;
I2C_SCL=1;
I2C_SDA=1;
}
/**
* @brief I2C发送一个字节
* @param Byte要发送的字节
* @retval 无
*/
void I2C_SendByte(unsigned char Byte)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
I2C_SDA=Byte&(0x80>>i);
I2C_SCL=1;
I2C_SCL=0;
}
}
//写进内存里面不需要返回值，读出来才要
/**
* @brief I2C接收一个字节
* @param 无
* @retval 接收到的一个字节数据
*/
unsigned char I2C_ReceiveByte(void)
{
unsigned char i,Byte=0x00;
I2C_SDA=1;
for(i=0;i<8;i++)
{
I2C_SCL=1;
if(I2C_SDA){Byte|=(0x80>>i);}
I2C_SCL=0;
}
return Byte;
}
/**
* @brief I2C发送应答
* @param AckBit应答位，0为应答，1为非应
* @retval 无
*/
void I2C_SendAck(unsigned char AckBit)
{
I2C_SDA=AckBit;
I2C_SCL=1;
I2C_SCL=0;
}
/**
* @brief I2C接收应答
* @param 无
* @retval 接收到的应答位，0为应答，1为非应
*/
unsigned char I2C_ReceiveAck(void)
{
unsigned char AckBit;
I2C_SDA=1;
I2C_SCL=1;
AckBit=I2C_SDA;
I2C_SCL=0;
return AckBit;
}
2.AT24C02秒表代码
（1）工程目录
（2）main.c函数
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "Nixie.h"
#include "Timer0.h"
#include "Key.h"
#include "AT24C02.h"
unsigned char KeyNum;
unsigned char Min,Sec,MiniSec;
unsigned char RunFlag;
void main()
{
Timer0_Init();
while(1)
{
KeyNum=Key();
if(KeyNum==1)
{
RunFlag=!RunFlag;
}
if(KeyNum==2)
{
Min=0;Sec=0;MiniSec=0;
}
if(KeyNum==3)
{
AT24C02_WriteByte(0,Min);
Delay(5);
AT24C02_WriteByte(1,Sec);
Delay(5);
AT24C02_WriteByte(2,MiniSec);
Delay(5);
}
if(KeyNum==4)
{
Min=AT24C02_ReadByte(0);
Sec=AT24C02_ReadByte(1);
MiniSec=AT24C02_ReadByte(2);
}
Nixie_SetBuf(1,Min/10);
Nixie_SetBuf(2,Min%10);
Nixie_SetBuf(3,11);
Nixie_SetBuf(4,Sec/10);
Nixie_SetBuf(5,Sec%10);
Nixie_SetBuf(6,11);
Nixie_SetBuf(7,MiniSec/10);
Nixie_SetBuf(8,MiniSec%10);
}
}
void Sec_Loop(void)
{
if(RunFlag)
{
MiniSec++;
if(MiniSec>=100)
{
MiniSec=0;
Sec++;
if(Sec>=60)
{
Sec=0;
Min++;
if(Min>=60)
{
Min=0;
}
}
}
}
}
void Timer0_Routine() interrupt 1
{
static unsigned int Count1,Count2,Count3;
TL0 = 0x66;
TH0 = 0xFC;
Count1++;
if(Count1>=20)
{
Count1=0;
Key_Loop();
}
Count2++;
if(Count2>=2)
{
Count2=0;
Nixie_Loop();
}
Count3++;
if(Count3>=10)
{
Count3=0;
Sec_Loop();
}
}
（3）Key.c函数
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
unsigned char Key_KeyNumber;
unsigned char Key(void)
{
unsigned char Temp=0;
Temp=Key_KeyNumber;
Key_KeyNumber=0;
return Temp;
}
unsigned char Key_GetState()
{
unsigned char KeyNumber=0;
if(P3_1==0){KeyNumber=1;}
if(P3_0==0){KeyNumber=2;}
if(P3_2==0){KeyNumber=3;}
if(P3_3==0){KeyNumber=4;}
return KeyNumber;
}
void Key_Loop(void)
{
static unsigned char NowState,LastState;
LastState=NowState;
NowState=Key_GetState();
if(LastState==1&&NowState==0)
{
Key_KeyNumber=1;
}
if(LastState==2&&NowState==0)
{
Key_KeyNumber=2;
}
if(LastState==3&&NowState==0)
{
Key_KeyNumber=3;
}
if(LastState==4&&NowState==0)
{
Key_KeyNumber=4;
}
}
（4）Nixie.c函数
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
unsigned char Nixie_Buf[9]={0,10,10,10,10,10,10,10,10};
unsigned int NixieTable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x40};
void Nixie_SetBuf(unsigned int Location,Number)
{
Nixie_Buf[Location]=Number;
}
void Nixie_Scan(unsigned int Location,Number)
{
P0=0x00;
switch(Location)
{
case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;
case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;
case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;
case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;
case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;
case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;
case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;
case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;
}
P0=NixieTable[Number];
}
void Nixie_Loop(void)
{
static unsigned char i=1;
Nixie_Scan(i,Nixie_Buf[i]);
i++;
if(i>=9){i=1;}
}
代码多，不易理解
作者：周末不工作
