用P89C664實(shí)現I2C總線(xiàn)大批量數據的自動(dòng)存儲
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摘要：結合Flash Magic軟件對PhilipsP89C664單片機ISP功能進(jìn)行詳細介紹，同時(shí)詳細敘述利用P89C664硬件I2C接口接收數據并轉發(fā)到電腦，實(shí)現I2C總線(xiàn)大批量數據的自動(dòng)保存技術(shù)，并附有完事的源泉程序清單及必要的注釋。
關(guān)鍵詞：Flash Magic ISP I2C P89C664
引言
在實(shí)際工作中，有些情況下可能需要對一些I2C接口發(fā)出的數據進(jìn)行分析，如果數據較少則比較容易解決。比如可以直接把數據保存到單片機的RAM中，然后通過(guò)LED顯示出來(lái)，但如果數據量很大，這種方法就很河取了。在這種情況下，想辦法把大量的數據保存到電腦里是一個(gè)比較好的方法這樣不但可以解決大批量數據的存儲問(wèn)題，同時(shí)也易于編輯、分析和打印。
但是，電腦的外設接口中是沒(méi)有I2C接口的，因此需要對I2C部遲疑不決的數據進(jìn)行轉換，使之能發(fā)往電腦，實(shí)現數據的文件存儲。綜合各種因素考慮，采用UART串口的方式比較方便，因為串口技術(shù)簡(jiǎn)單、應用廣泛、各種應用軟件也較為豐富。
本文不僅介紹了如何實(shí)現I2C數據的轉發(fā)和自動(dòng)存儲，同時(shí)也介紹了P89C664的ISP功能，并給出了詳細配合相關(guān)軟件，完全可以省去一臺價(jià)格不菲的編程器，實(shí)用性強。這非常適合業(yè)余自學(xué)單片機技術(shù)或者在家吵建立一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的開(kāi)發(fā)系統。
1 P89C664單片機及ISP、IAP簡(jiǎn)介
P89C664是Plilips公司一款優(yōu)秀的51內核單片機芯片、帶64KB的Flash程序夏令、1792B的數據存儲器、I2C硬件全工作方式接口、6 clocks/12 clocks可選、8個(gè)中斷源/4級中斷優(yōu)先級、雙DPTR寄存器、PCA以及IAP、ISP功能等，具體內容請參考相關(guān)資源。在Philips的網(wǎng)站上可以下載到詳細的技術(shù)資料及各種應用文檔：http://www.semiconductors.philips.com/。
下面科簡(jiǎn)單的介紹一下ISP、IAP的概念。
ISP（In System Programming），即在系統編程。它允許MCU還在產(chǎn)品電路板上時(shí)，對其下載新的程序。這種技術(shù)的一個(gè)明優(yōu)點(diǎn)是，不需要把MCU芯片從你的電路板上拆下來(lái)，再裝到傳統的編程器上來(lái)寫(xiě)入新的程序。你盡可以把具有ISP功能的MCU芯片焊接在電路板上，應用更加可靠、方便。當然，你得把MCU的UART串口留出，并設計好簡(jiǎn)單的外圍電路；同時(shí)還配有一個(gè)專(zhuān)用的ISP軟件以實(shí)現用戶(hù)程序的直下載。這種專(zhuān)用的ISP下載軟件可以在各公司的網(wǎng)部上免費下載到。P89C664的ISP軟件可在Philips公司的網(wǎng)站上下載。當然，如果你有興趣也可以自己設計一個(gè)個(gè)性化的ISP下載軟件，因為Philips公司對ISP的各種編程指令是開(kāi)放的。
IAP（In Application Programming），即在應用中程序。就是說(shuō)，MCU自己可以獲取新的代碼并對自己重新編程。這是一個(gè)極為有用的技術(shù)，比如可以通過(guò)Internet、程控電話(huà)網(wǎng)等給你的產(chǎn)品遠程升級，就像常見(jiàn)的殺毒軟件可以自動(dòng)升級一樣。有了這項技術(shù)，你就可以利用現在的程控電話(huà)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等實(shí)現你的嵌入式系統遠程自動(dòng)升級，而無(wú)須傳統的那種給客戶(hù)郵寄芯片而帶來(lái)的不便。
需要指出的是：ISP和IAP的核心技術(shù)是相同的，都是調用內部的標準程序對Flash存儲器進(jìn)行擦除和重新編程。區別在于：ISP由片內固化的一個(gè)默認的串行加載程序（Boot Loader）來(lái)完成這一動(dòng)作；而IAP則由用戶(hù)在自己的程序中完成這一調用，這就為產(chǎn)品的遠程升級提供了可能，甚至可以說(shuō)是MCU應用技術(shù)的一個(gè)里程碑。
2 ISP技術(shù)的應用
對于Philips的MCU，其ISP電路很簡(jiǎn)單，就是一個(gè)與計算機串口通信的電路（注：根據ISP控制軟件的不同電路會(huì )略有不同），電路如圖1所示。
國外的嵌入式系統學(xué)會(huì )（Embedded Systems Academy）提供了一個(gè)ISP軟件Flash Magic，可以在該組織的網(wǎng)站上下載到，網(wǎng)址為http://www.esacademy.com/。上面的連接電路也是與該軟件配套使用的。這是一款很優(yōu)秀的軟件，操作方便、功能強大，并且該軟件支持Philips公司的幾乎所有帶ISP的器件。另外，Philips公司也免費提供ISP軟件，但其易用性方面不如Flash Magic。
Flash Magic的安裝過(guò)程與標準的Windows軟件類(lèi)似，在此不再詳述。安裝完成后，啟動(dòng)Flash Magic后，有圖2所示畫(huà)面。
緊接著(zhù)Flash Magic軟件將用默認的設置嘗試連接ISP芯片，如圖3所示。
請注意狀態(tài)欄中的顯示“Attempting to connect...”，說(shuō)明Flash Magic正在嘗試著(zhù)連接ISP裝置。如果你已經(jīng)用Flash Magic下載過(guò)程序并且沒(méi)有更改ISP裝置的話(huà)，則很快就可連接上。如果你是第一次使用，則需要進(jìn)行一些必要的針對性設置，以便Flash Magic能正常連接帶ISP的MCU。如果連接不上，Flash Magic將彈出圖4所示的提示框。
請點(diǎn)擊“取消”！然后在軟件的主界面中選擇菜單Options/Advanced Options...，如圖5所示。
此時(shí)彈出設置框，請切換到Hardware Config選項卡，如圖6所示。
使“Use DTR and RTS to control RST and PSEN”、“Keep RTS asserted while COM Port open”選項有效即可，其它都不用更改，直接點(diǎn)“OK”確定。
Flash Magic的主界面上有清晰的1、2、3、4、5數字指示。這1～5的數字不令表示5個(gè)不同的區域，同時(shí)也不是下載程序的5個(gè)步驟。當然如果你已經(jīng)設置好了，每次下載后就可直接點(diǎn)"start"按鈕即可。
在區域1中，我們需要設置這里的每一個(gè)選項，在這里我們是以P89C664為例的，如圖7所示。
COM Port:Flash Magic支持COM1、COM2、COM3和COM4共4個(gè)串口，在過(guò)大多數電腦只有COM1和COM2口，主選擇正確的COM口，該COM就是連接用戶(hù)板的那個(gè)串口。
Device:選擇ISP器件型號，在Flash Magic的1.81版中，共支持35種ISP器件，這里選擇P89C664。
Oscillator Frea.(MHz)：在這里請填入你用戶(hù)板上MCU用兵晶振頻率值。
其它部分類(lèi)似，可以自己下載下一個(gè)Flash Magic，新自操作一下就會(huì )很清楚了。
除了下載用戶(hù)程序外，Flash Magic還提供了其它的一些功能，都集中在“ISP”菜單中?？梢杂H自去試一下，以后你會(huì )發(fā)現Flash Magic真的很好用。有了它一定能讓你的開(kāi)發(fā)工作事半功倍，而且可以省去一臺昂貴的編程器，對單片機的初學(xué)者尤為適用。
3 I2C接收數據并轉發(fā)到電腦
由于P89C664帶有硬件I2C接口，因此我們用它作為從器件接收I2C總線(xiàn)上的數據，Philips公司在相關(guān)的技術(shù)資料中給出了標準的I2C接口控制程序包。其實(shí)也可根據P89C664的資料自己來(lái)編寫(xiě)I2C接口的控制程序，不過(guò)Philips公司提供的參考程序很值得我們學(xué)習、研究。下面程序中用的就是Phlips公司推出的I2C接口控制程序，為了更適用于接收大批量的I2C總線(xiàn)數據，我們對其中的一部分代碼作了必要的更改，如果需要標準的控制程序請自己從Philips的網(wǎng)站上下載。
程序的流程是首先設置好I2C接口的地址以及各SFR的值，然后啟動(dòng)I2C接口，并把接收到的數據通過(guò)串口發(fā)往電腦，在電腦上啟動(dòng)另一串口調試軟件并做好相關(guān)的設置，即可將I2C總線(xiàn)的數據接收并保存下來(lái)。在這里，我們的用戶(hù)板作用相當于一個(gè)協(xié)議轉換裝置，即把I2C總線(xiàn)的數據流轉換為UART的數據流并發(fā)往電腦。
請注意：一般我們的ISP下載、串口調試是公用同一部分電路和同一個(gè)串口的。因此，Flash Magic和串口調試軟件不能同時(shí)啟動(dòng)，否則將出錯，請在下載完程序后關(guān)閉Flash Magic軟件再啟動(dòng)串口調試軟件。
由于串口一直以來(lái)都是各種計算機系統所提供的一個(gè)標準接口，因此串口中的調試軟件在網(wǎng)上隨處可見(jiàn)，當然你若有興趣也可自己設計一款串口調試軟件。
在這里我們采用的是一個(gè)名為串口調試器，英文名COMPort Debuger的軟件，比較好用，并且具有大批量數據的自動(dòng)保存功能，這個(gè)功能很重要。該軟件啟動(dòng)后的界面如圖8所示。
在用戶(hù)板程序運行并對串口調試設置好后即可點(diǎn)“打開(kāi)串口”，此時(shí)在接收區將顯示通過(guò)串口發(fā)來(lái)的各種數據。
網(wǎng)站（www.dpj.com.cn）給出該轉發(fā)裝置中P89C664的完事源泉程序，程序中附有必要的注釋。
結語(yǔ)
本文較為詳細的介紹了P89C664 ISP功能的應用，及利用簡(jiǎn)單的在線(xiàn)下載裝置編程實(shí)現I2C總線(xiàn)的數據轉發(fā)和保存；同時(shí)給出了詳細的I2C硬件接口的初始化及整套裝置的源程序?？捎糜诟鞣N大批量I2C總線(xiàn)數據的自動(dòng)保存、編輯、分析、打印等，也可將該置用于一般的開(kāi)發(fā)中，測試你的程序是否滿(mǎn)足要求等。
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