24C02在PIC單片機系統中的應用

由于部分ＰＩＣ單片機不具備Ｉ2Ｃ總線(xiàn)接口，在應用時(shí)必須用軟件法加以解決。
在軟件編制時(shí)應當嚴格遵循Ｉ2Ｃ總線(xiàn)規則，并注意２４Ｃ０２的片內讀寫(xiě)周期時(shí)間，調整好程序流程，以避免寫(xiě)不進(jìn)、讀不出的問(wèn)題。
下面將筆者在實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題和解決的方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，希望可以給同行一些幫助。
首先約定，數據由微處理器發(fā)送到２４Ｃ０２稱(chēng)“寫(xiě)”、“發(fā)”，反之稱(chēng)“讀”、“收”。２４Ｃ０２支持順序讀寫(xiě)和隨機讀寫(xiě)，文中以隨機讀寫(xiě)方式為例進(jìn)行介紹。
一、硬件電路（如圖１所示）。
使用微處理的任意兩個(gè)通用Ｉ／Ｏ端口（圖中用ＲＡ２、ＲＡ３）作為與２４Ｃ０２的連接，其中一個(gè)作為時(shí)鐘ＳＣＬ線(xiàn)，另外一個(gè)作為數據ＳＡＤ線(xiàn)。兩個(gè)端口均接２２ｋΩ上拉電阻。
二、軟件設計
首先簡(jiǎn)要介紹一下用ＥＥＰＲＯＭ的Ｉ2Ｃ總線(xiàn)的規則。
初始狀態(tài)時(shí)，ＳＣＬ、ＳＤＡ兩線(xiàn)都為高。
當ＳＣＬ為高電平時(shí)，如果ＳＤＡ線(xiàn)跌落，認為是“起始位”。
當ＳＣＬ為高電平時(shí)，如果ＳＤＡ線(xiàn)上升，認為是“停止位”。
除此之外，在發(fā)送數據的過(guò)程中當ＳＣＬ為高電平時(shí)，ＳＤＡ應保持穩定。
ＡＣＫ應答位指在此時(shí)鐘周期內由從器件（ＥＥＰＲＯＭ）把ＳＤＡ拉低，表示回應。這時(shí)主器件（ＰＩＣ１６微處理器）的ＳＤＡ口的屬性應該變?yōu)檩斎胍员銠z測。
１．在寫(xiě)數據周期應該依次執行以下過(guò)程：
１）發(fā)“起始位”。２）發(fā)“寫(xiě)入代碼”（８ｂｉｔ），１０１０（Ａ１Ａ２Ａ３）０，其中的Ａ１、Ａ２、Ａ３三位是片地址，由２４Ｃ０２的硬件決定，文中采用０００。３）收“ＡＣＫ”應答（１ｂｉｔ）。４）發(fā)ＥＥＰＲＯＭ片內地址（即要寫(xiě)入ＥＥＰＲＯＭ的什么位置）（８ｂｉｔ）。從００到ＦＦ中的任意一個(gè)，對應ＥＥＰＲＯＭ中的相應位。５）收“ＡＣＫ”應答（１ｂｉｔ）。６）發(fā)要發(fā)送的數據（８ｂｉｔ），即要存儲到ＥＥＰＲＯＭ中的數據。７）發(fā)“停止位”。
接下來(lái)，如圖２所示，進(jìn)入輪詢(xún)程序以便檢驗２４Ｃ０２片內寫(xiě)周期是否完成。如果已經(jīng)完成則進(jìn)入下一個(gè)字節的寫(xiě)操作過(guò)程。如果沒(méi)有完成則繼續等待，直到完成。
２．在讀數據周期，依次執行以下過(guò)程：
１）發(fā)“起始位”。２）發(fā)“寫(xiě)入代碼”（８ｂｉｔ），１０１０（Ａ１Ａ２Ａ３）０，其中Ａ１、Ａ２、Ａ３三位是片地址，由２４Ｃ０２的硬件決定，文中采用０００。３）收“ＡＣＫ”應答（１ｂｉｔ）。４）發(fā)“ＥＥＰＲＯＭ”片內地址（即要讀出ＥＥＰＲＯＭ的位置）（８ｂｉｔ）。從００到ＦＦ中的任意一個(gè)，對應ＥＥＰＲＯＭ中的相應位。５）收“ＡＣＫ”應答（１ｂｉｔ）。６）發(fā)“起始位”（１ｂｉｔ）。７）發(fā)“讀出代碼”（８ｂｉｔ），１０１０（Ａ１Ａ２Ａ３）１，其中Ａ１、Ａ２、Ａ３三位是片地址，由２４Ｃ０２的硬件接線(xiàn)決定，文中采用０００。８）接收。９）發(fā)ＡＣＫ應答。１０）發(fā)“停止位”。

要特別注意的兩個(gè)問(wèn)題是：１）２４Ｃ０２有一個(gè)約１０ｍｓ的片內寫(xiě)周期。在這個(gè)周期內，２４Ｃ０２是不對外界的操作作出反應的。２）在發(fā)送數據的過(guò)程中，要確保當ＳＣＬ為高電平時(shí)，ＳＤＡ保持穩定。
解決第一個(gè)問(wèn)題的常見(jiàn)方法有兩個(gè)，其一為采用延時(shí)等待，確保在寫(xiě)過(guò)程中，在一個(gè)字節完成發(fā)送了停止位之后，微處理器等待足夠的時(shí)間，通常應該超過(guò)１０ｍｓ，再送下一個(gè)字節，這段時(shí)間用來(lái)等待ＥＥＰＲＯＭ完成片內寫(xiě)周期。另一個(gè)是采用輪詢(xún)的方式，判斷ＥＥＰＲＯＭ是否完成了片內寫(xiě)周期。這種方式的主導思想是，當向ＥＥＰＲＯＭ發(fā)送寫(xiě)標志后，正常情況下，ＥＥＰＲＯＭ應該有ＡＣＫ應答。但是當ＥＥＰＲＯＭ在進(jìn)行片內寫(xiě)周期的時(shí)候，則不會(huì )產(chǎn)生這樣的應答。程序據此判斷，ＥＥＰＲＯＭ是否完成了片內的寫(xiě)周期程序。如果完成，則可以繼續寫(xiě)入下一個(gè)要寫(xiě)的內容，否則繼續等待。
第一種方法編程較為簡(jiǎn)單，但是會(huì )浪費大量的機器時(shí)間，并且程序的延時(shí)時(shí)間不好確定。第二種方法的優(yōu)點(diǎn)在于，雖然編程較為復雜，但是較為快速，對其余的程序模塊影響較少，便于完成程序的模塊化設計。
對于在發(fā)送數據的過(guò)程中，要確保當ＳＣＫ為高電平時(shí)，ＳＤＡ必須保持穩定，應該在程序中利用軟件給予保證。
如果可以很好的解決以上兩個(gè)問(wèn)題，數據的寫(xiě)入和讀出是方便快捷和可靠的。