I2C 24LC02 C讀寫(xiě)程序設計

1 I2C總線(xiàn)特點(diǎn)
I2C總線(xiàn)最主要的優(yōu)點(diǎn)是其簡(jiǎn)單性和有效性。由于接口直接在組件之上，因此I2C總線(xiàn)占用的空間非常小，減少了電路板的空間和芯片管腳的數量，降低了互聯(lián)成本?？偩€(xiàn)的長(cháng)度可高達25英尺，并且能夠以10Kbps的最大傳輸速率支持40個(gè)組件。I2C總線(xiàn)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它支持多主控(multimastering)， 其中任何能夠進(jìn)行發(fā)送和接收的設備都可以成為主總線(xiàn)。一個(gè)主控能夠控制信號的傳輸和時(shí)鐘頻率。當然，在任何時(shí)間點(diǎn)上只能有一個(gè)主控。

2 I2C總線(xiàn)工作原理
I2C總線(xiàn)上的數據穩定規則，SCL為高電平時(shí)SDA上的數據保持穩定，SCL為低電平時(shí)允許SDA變化。如果SCL處于高電平時(shí)，SDA上產(chǎn)生下降沿，則認為是起始位，SDA上的上升沿認為是停止位。通信速率分為常規模式(時(shí)鐘頻率100kHz)和快速模式(時(shí)鐘頻率400kHz)。同一總線(xiàn)上可以連接多個(gè)帶有I2C接口的器件，每個(gè)器件都有一個(gè)唯一的地址，既可以是單接收的器件，也可以是能夠接收發(fā)送的器件。

每次數據傳輸都是以一個(gè)起始位開(kāi)始，而以停止位結束。傳輸的字節數沒(méi)有限制。最高有效位將首先被傳輸，接收方收到第8位數據后會(huì )發(fā)出應答位。數據傳輸通常分為兩種：主設備發(fā)送從設備接收和從設備發(fā)送主設備接收。這兩種模式都需要主機發(fā)送起始位和停止位，應答位由接收方產(chǎn)生。從設備地址一般是1或2個(gè)字節，用于區分連接在同一I2C上的不同器件。

I2C總線(xiàn)在傳送數據過(guò)程中共有三種類(lèi)型信號， 它們分別是：開(kāi)始信號、結束信號和應答信號。
開(kāi)始信號：SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變，開(kāi)始傳送數據。
結束信號：SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，結束傳送數據。
應答信號：接收數據的IC在接收到8bit數據后，向發(fā)送數據的IC發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數據。CPU向受控單元發(fā)出一個(gè)信號后，等待受控單元發(fā)出一個(gè)應答信號，CPU接收到應答信號后，根據實(shí)際情況作出是否繼續傳遞信號的判斷。若未收到應答信號，由判斷為受控單元出現故障。

在I2C總線(xiàn)中只有主發(fā)送和主接收兩種操作方式。在系統初始化時(shí)，由指令控制CPU送出相關(guān)的數據，經(jīng)接口送到I2C寄存器內。通過(guò)初始化這些寄存器，可以實(shí)現I2C總線(xiàn)的主模式控制，以及實(shí)現I2C總線(xiàn)上的從設備讀寫(xiě)。

當主設備和其中的一個(gè)從設備交換數據時(shí)，主設備首先發(fā)出一個(gè)啟動(dòng)Start信號，這個(gè)信號被所有的從設備接收。即從設備準備接收CPU的信號，然后主設備再發(fā)出它要通信的從設備地址。接下來(lái)，所有的從設備將收到的這個(gè)地址和它們自己的地址進(jìn)行比較。

如果收到的地址和它們自己的地址不同，則什么都不做，只是等待主設備發(fā)出停止stop信號；如果收到的地址和它自己的地址相同，它就發(fā)出一個(gè)信號給主設備，這個(gè)信號稱(chēng)為應答Acknowledge信號。當主設備收到應答信號后，它就開(kāi)始向從設備發(fā)送數據或者從從設備接收數據。當所有操作都進(jìn)行完畢時(shí)，主設備發(fā)出一個(gè)Stop信號，通信完畢，釋放I2C總線(xiàn)；然后所有的從設備都等待下一次Start信號的到來(lái)。

3 總線(xiàn)基本操作
I2C規程運用主/從雙向通訊。器件發(fā)送數據到總線(xiàn)上，則定義為發(fā)送器，器件接收數據則定義為接收器。主器件和從器件都可以工作于接收和發(fā)送狀態(tài)。 總線(xiàn)必須由主器件（通常為微控制器）控制，主器件產(chǎn)生串行時(shí)鐘（SCL）控制總線(xiàn)的傳輸方向，并產(chǎn)生起始和停止條件。SDA線(xiàn)上的數據狀態(tài)僅在SCL為低電平的期間才能改變，SCL為高電平的期間，SDA狀態(tài)的改變被用來(lái)表示起始和停止條件。
3.1 控制字節
在起始條件之后，必須是器件的控制字節，其中高四位為器件類(lèi)型識別符（不同的芯片類(lèi)型有不同的定義，EEPROM一般應為1010），接著(zhù)三位為片選，最后一位為讀寫(xiě)位，當為1時(shí)為讀操作，為0時(shí)為寫(xiě)操作。

1．寫(xiě)過(guò)程

(1)上電后等待一個(gè)延時(shí)(1ms)。

(2)器件尋址，給一個(gè)起始信號(SCL為高電平時(shí)SDA給一個(gè)下降沿)。發(fā)送從器件地址，高5位為10110，然后根據A1/A0(如果和器件的地址相同則那個(gè)器件會(huì )應答)進(jìn)行讀/寫(xiě)控制(O為讀)。

(3)應答，器件在SCL的第9個(gè)周期時(shí)SDA給出一個(gè)低電平，作為應答信號。

(4)開(kāi)始寫(xiě)有兩種模式：字節寫(xiě)模式和頁(yè)寫(xiě)模式。

·字節模式：給出A15～A8應答，給出A7～A0應答；然后給出DATA和停止信號 (SCL為高電平時(shí)，SDA給出一個(gè)上升沿)，接著(zhù)要等待一個(gè)擦寫(xiě)時(shí)間。

·頁(yè)寫(xiě)模式：給出地址以后連續給出64個(gè)數據。如果多于64個(gè)數據，則地址計數器自動(dòng)翻轉。(如果少于64昵，估計是沒(méi)有問(wèn)題的，但是需要實(shí)驗驗證。)

(5)判斷擦寫(xiě)操作是否完畢的一個(gè)方法(應答查詢(xún))，如果器件還處于擦寫(xiě)狀態(tài)，則不會(huì )應答器件尋址；如果有應答，則說(shuō)明擦寫(xiě)完畢。

2．讀過(guò)程

(1)上電以后等待一個(gè)延時(shí)(lms)。

(2)器件尋址。

(3)應答。

(4)開(kāi)始讀有三種模式：立即當前地址讀、選擇/隨機讀、連續讀。

·立即當前地址讀：如果上次讀/寫(xiě)的操作地址為N，則現在是N+1。不需要ACK，但是需要Stop信號。

·選擇/隨機讀：先偽寫(xiě)(用于給出一個(gè)地址)，然后再次啟動(dòng)，讀取數據。

·連續讀：讀取一個(gè)以后給一個(gè)應答，這樣器件會(huì )再給出下一個(gè)地址的數據內容。

(5)開(kāi)始數據傳輸Start后、停止數據傳輸Stop前，SCL高電平期間，SDA上為有效數據。

/***********************************************************
一、程序說(shuō)明：
1, 24LC02器件地址是1010000R/W.
2, 數組寫(xiě)入24LC02采取頁(yè)寫(xiě)方式.
3, 數組code從24LC02讀出時(shí)采取自由讀方式.
4, 采用4.00M晶體。
5，采用軟件I2C。

二、硬件連接：
1， SDA------->23 pin.(當然你可以任意選擇腳位）
2, SCL------->18 Pin.(當然你可以任意選擇腳位）
3， PORTD----->外接8個(gè)LED，顯示讀出的數據，在這里，讀出的剛好是一個(gè)閃動(dòng)的流水燈狀態(tài)。

**************************************************************/
＃i nclude pic.h

#define uchar unsigned char
#define nop() asm(nop
#define SCL TRISC3
#define SDA TRISC4

void start_i2c();
void stop_i2c();
void send_byte(uchar c);
uchar receive_byte();
void I_send_str(uchar sla,uchar suba,uchar *s,uchar no);
void delay_250ms();
void i2c_error ();

uchar code[]={0x00,0x01,0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x3f,0x7f,0xff};
uchar no,ack,c,data;


void main(void)
{
uchar i;
TRISC=0Xff; //C口設為輸入 RC3為SCL線(xiàn)，RC4為SDA線(xiàn)。
PORTC=0X00;
TRISD=0X00; //D口為輸出，顯示IC24LC02中讀出的內容
PORTD=0X00; //初始顯示全亮

I_send_str(0xa0,0x00,code,9); //頁(yè)寫(xiě)入code數組到24LC02,器件地址為0Xa0,子地址為0X00，共9個(gè)數。

delay_250ms();


///////////開(kāi)始讀出到D口進(jìn)行顯示,根據Random read時(shí)序圖。
while (1)
{
for (i=0x00;i0x09;i++)
{
start_i2c();
send_byte(0xa0); //發(fā)送器件地址，即DEVICE ADDRESS。
if (ack==0) i2c_error(); //如果24LC02無(wú)應答。則進(jìn)入I2C ERROR錯誤指示。
send_byte(i); //發(fā)送字地址，即WORD ADDRESS。D口顯示數組。
if (ack==0) i2c_error();
start_i2c(); //重新啟動(dòng)總線(xiàn)。
send_byte(0xa1); //發(fā)送讀命令和器件地址DEVICE ADDRESS。
if (ack==0) i2c_error();
data=receive_byte();
stop_i2c();
PORTD=data;
delay_250ms();
}
}
}