I2C串行總線(xiàn)在單片機8031應用系統中的設計與實(shí)現

圖3　I2C總線(xiàn)數據傳輸格式

3　I2C總線(xiàn)在單片機8031中的實(shí)現

　　因為8031單片機不帶有I2C總線(xiàn)硬件接口，只能靠編寫(xiě)軟件來(lái)模擬I2C總線(xiàn)時(shí)序。這里以單片機應用系統中較為常見(jiàn)的E2PROM中AT24C02為例，給出了在8031上利用I/O線(xiàn)實(shí)現I2C串行總線(xiàn)的方法和軟件設計。根據I2C總線(xiàn)時(shí)序圖和I2C總線(xiàn)的數據傳輸規范，給出詳細的AT24C02起始、停止、發(fā)送和接收R7個(gè)字節的驅動(dòng)程序清單。

圖4　I2C總線(xiàn)接口原理圖

　ORG　　××××　　　　 　??；程序開(kāi)始地址。
　SCL　　EQU　P1.1　　　??；選擇P1.1作時(shí)鐘線(xiàn)。
　SDA　　EQU　P1.0　　　??；選擇P1.0作數據線(xiàn)。
　　功能：WRITE是寫(xiě)入程序。將R1指示的R7個(gè)片內字節寫(xiě)入AT24C02中，寫(xiě)入首址由R0指示。
　WRITE：ACALL STAR　 　??；發(fā)出起始信號。
　　　　 MOV A，#0A0H　 ??；發(fā)出寫(xiě)命令。
　　　　 ACALL OUTB
　　　　 JC WBE　　　　 ??；無(wú)回答，結束操作。
　　　　 MOV A，R0　　　??；發(fā)出E2PROM首址。
　　　　 ACALL OUTB
　　　　 JC WBE　　　　 ??；無(wú)回答，結束操作。
　WR1：　MOV A，@R1　　 ??；取一字節內容。
　　　　 ACALL OUTB　　 ??；寫(xiě)入E2PROM中。
　　　　 JC WBE　　　　 ??；無(wú)回答，結束操作。
　　　　 INC R1　　　　 ??；指向下一字節。
　　　　 DJNZ R7，WR1　 ??；寫(xiě)完全部字節。
　WBE：　AJMP STOP　　　??；發(fā)出結束信號。
　　功能：READ是讀出程序。將R1指示的R7個(gè)E2PROM字節讀入片內RAM中，首址由R0指示。
　READ： ACALL STAR　　 ??；發(fā)出起始信號。
　　　　 MOV A，#0A0H　 ??；發(fā)出寫(xiě)命令。
　　　　 ACALL OUTB
　　　　 JC RDE　　　　 ??；無(wú)回答，結束操作。
　　　　 MOV A，R1　　　??；發(fā)出E2PROM首址。
　　　　 ACALL OUTB
　　　　 JC RDE　　　　 ??；無(wú)回答，結束操作。
　　　　 ACALL STOP　　 ??；發(fā)出結束信號。
　　　　 NOP　　　　　　??；延時(shí)。
　　　　 NOP
　　　　 ACALL STAR　　 ??；再次發(fā)出起始信號。
　　　　 MOV A，#0A1H　 ??；發(fā)出讀命令。
　　　　 ACALL OUTB
　　　　 JC RDE　　　　 ??；無(wú)回答，結束操作。
　RD1：　MOV B，#08H　　??；每移出8位組成一字節。
　RD2：　CLR SCL　　　　??；移出一個(gè)時(shí)鐘脈沖。
　　　　 NOP
　　　　 SETB SCL　　　 ??；時(shí)鐘脈沖上升沿。
　　　　 NOP
　　　　 MOV C，SDA　　 ??；讀入一位。
　　　　 RLC A　　　　 ??；拼裝到累加器中。
　　　　 NOP
　　　　 DJNZ B，RD2　　??；拼完一字節。
　　　　 MOV @R0，A　　 ??；存入片內。
　　　　 INC R0　　　　 ??；指向下一地址。
　　　　 CLR SCL　　　　??；時(shí)鐘脈沖下降沿。
　　　　 CJNE R7，#1，RD3 ；是最后一個(gè)字節嗎？
　　　　 SETB SDA　　　　 ；最后一個(gè)字節不給回答信號。
　　　　 SJMP RD4
　RD3：　CLR SDA　　　　??；準備好回答信號。
　RD4：　NOP
　　　　 SETB SCL　 　　??；時(shí)鐘脈沖上升沿。
　　　　 NOP　　　　　　??；等待E2PROM讀取回答信號
　　　　 NOP
　　　　 CLR SCL　　　　??；回答完畢。
　　　　 SETB SDA　　　　 ；準備讀入下一字節。
　　　　 DJNZ R7，RD1　　 ；讀完全部字節。
　　　　 CLR C
　RDE：　AJMP STOP　　　??；發(fā)出結束信號。
　　功能：OUTB是向E2PROM發(fā)出一字節信息的子程序。
　OUTB： MOV B，#08H　　??；一字節8位。
　OUT1： CLR SCL　　　　??；將時(shí)鐘線(xiàn)拉低。
　　　　 RLC A　　　　　??；移出一位。
　　　　 MOV SDA，C　　　 ；放到數據線(xiàn)上。
　　　　 SETB SCL　　　　 ；將時(shí)鐘線(xiàn)升高。
　　　　 NOP　　　　　　??；等待一位信息送入E2PROM中。
　　　　 DJNZ B，OUT1　　 ；發(fā)送完8位。
　　　　 CLR SCL　　　　??；將時(shí)鐘線(xiàn)拉低。
　　　　 SETB SDA　　　　 ；準備接收回答信號。
　　　　 SETB SCL　　　　 ；將時(shí)鐘線(xiàn)升高。
　　　　 NOPMOV C，SDA　??；接收回答信號。
　　　　 CLR SCL　　　　??；將時(shí)鐘線(xiàn)拉低。
　　　　 RET
　　功能：STAR是起始信號。
　STAR： SETB SDA　　　　 ；將數據線(xiàn)升高。
　　　　 SETB SCL　　　　 ；將時(shí)鐘線(xiàn)升高。
　　　　 NOP　　　　　　??；延時(shí)。
　　　　 CLR SDA　　　　??；將數據線(xiàn)拉低，發(fā)出起始信號。
　　　　 NOP　　　　　　??；延時(shí)。
　　　　 CLR SCL　　　　??；將時(shí)鐘線(xiàn)拉低。
　　　　 RET
　　功能：STOP是結束信號。
　STOP： CLR SCL　　　　 ；將時(shí)鐘線(xiàn)拉低。
　　　　 CLR SDA　　　　??；將數據線(xiàn)拉低。
　　　　 NOP
　　　　 SETB SCL　　　　 ；將時(shí)鐘線(xiàn)升高。
　　　　 NOP
　　　　 SETB SDA　　　　 ；將數據線(xiàn)升高，發(fā)出結束信號。
　　　　 RET
　　　　 END

4　結束語(yǔ)

　　本文給出了用8031匯編語(yǔ)言模擬I2C總線(xiàn)的時(shí)序的起始、停止及主控器向I2C總線(xiàn)的發(fā)送和接收R7字節的程序，讀者也可根據I2C總線(xiàn)的操作時(shí)序在A(yíng)TMEL89系列、68HC05系列等單片機及其外設接口如8255、8155或74LS377上實(shí)現I2C總線(xiàn)的操作，具有一定的通用性，且易于嵌入移植。

參考文獻
　1　Atmel Integrated Circuit Date Book,1994
　2　武漢力源公司.CMOS串行EEPROM原理及應用
　3　王卓人,鄧晉鈞,劉宗祥.IC卡的技術(shù)與應用.北京：電子工業(yè)出版社,1999.2