本实验主要是针对IIC的具体案例进行实战，主要利用支持IIC通信的芯片AT24C02进行与51单片机构成通信。51（AT89C52）本身不带有IIC通信，所以，我们需要给51写一个IIC时序，以便与支持IIC协议的AT24C02数据存储芯片通信。SCL低电平允许数据变化，高电平期间，主机可以读取SDA上的数据。(掉电不丢失)
本实验是数据存储实验，即，EEPROM的IIC通信。本实验我们会分为两个模块，一个AT24C02模块和IIC模块，也就是两个.文件。其实这个说白了，就是AT24C02，相当于IIC的一个子类。AT24C02继承于IIC。所以在应用层面，我们只对AT24C02操作，如下图画一个图。
话不多说上才艺!
第一步构建IIC基本通信函数6个：（参考上一节IIC时序）
void IIC_Start(void); //起始函数
void IIC_Stop(void);//终止函数
void IIC_SendByte(unsigned char Byte);//发送一个字节
unsigned char IIC_Receive(void); //接收一个字节
void IIC_SendAck(unsigned char AckBit); //发送应答
unsigned char IIC_ReceiveAck(void); //接收应答
第二步编写AT24C02读写操作，根据AT24C02的数据手册中相关写操作时序配置相对应的寄存器（读操作一般都有返回值）（参考上一节IIC时序含AT24C02操作）
//字节写：在WORD ADDRESS处写入数据DATA
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data)
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress) //字节读
main.c
#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "AT24C02.h"
#include "Delay.h"
unsigned char KeyNum;
unsigned int Num;
void main()
{
LCD_Init(); //初始化LCD1602
LCD_ShowNum(1,1,Num,5); //初始置位
while(1)
{
KeyNum = key(); //获取键值
if(KeyNum == 1) //按键1 对数据进行加操作
{
Num++;
LCD_ShowNum(1,9,KeyNum,2);
LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
}
if(KeyNum == 2) //按键2 对数据进行减操作
{
Num--;
LCD_ShowNum(1,9,KeyNum,2);
LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
}
if(KeyNum == 3) //按键3 对数据写入操作（写入到AT24C02的EEPROM中（0-255字节））
{
LCD_ShowNum(1,9,KeyNum,2);
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) //按键4 对数据读出操作，读出写入到AT24C02的EEPROM中数据
{
LCD_ShowNum(1,9,KeyNum,2);
Num = AT24C02_ReadByte(1) << 8;
Num |= AT24C02_ReadByte(0);
LCD_ShowNum(1,1,Num,5);
LCD_ShowString(2,1,"Read OK!");
Delay(1000);
LCD_ShowString(2,1," ");
}
}
}
AT24C02.c
#include <REGX52.H>
#include "IIC.h"
#define AT24C02_ADDRESS 0XA0 //1010 0000 前四位AT24C02地址不变,最后一位决定是写还是读 1:读,即接收 0:写,即发送
//仿照帧格式去写(可参考上一节IIC时序介绍)
//字节写：在WORD ADDRESS处写入数据DATA
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data)
{
IIC_Start(); //起始信号
IIC_SendByte(AT24C02_ADDRESS); //发送从机地址和写操作
IIC_ReceiveAck(); //接收应答位
IIC_SendByte(WordAddress); //字地址:指定在WORD ADDRESS处写入数据DATA
IIC_ReceiveAck(); //接收应答位
IIC_SendByte(Data); //写入数据到WordAddress中
IIC_ReceiveAck(); //接收应答位
IIC_Stop();//结束信号
}
//Ack : 0:表示应答 1:表示非应答
//随机读：读出在WORD ADDRESS处的数据DATA
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress)
{
unsigned char Data;
//写操作,就是先找到要通信的从机
IIC_Start(); //起始信号
IIC_SendByte(AT24C02_ADDRESS); //发送从机地址和写操作
IIC_ReceiveAck(); //接收应答位
IIC_SendByte(WordAddress); //字地址:指定在WORD ADDRESS处写入数据DATA
IIC_ReceiveAck(); //接收应答位
//找到对应的从机之后,开始接收从机发过来的数据
IIC_Start(); //起始信号
IIC_SendByte(AT24C02_ADDRESS | 0X01); //发送从机地址和读操作
IIC_ReceiveAck(); //接收应答位
Data = IIC_ReceiveByte(); //接收一个字节的数据
IIC_SendAck(1);
IIC_Stop();//结束信号
return Data;
}
AT24C02.h
#ifndef __AT24C02_H__
#define __AT24C02_H__
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data); //字节写：在WORD ADDRESS处写入数据DATA
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress); //随机读：读出在WORD ADDRESS处的数据DATA
#endifIIC.c
#include <REGX52.H>
//位声明 ,两根线定义在单片机的管脚，也就是说SCL接在P2^1管脚，SDA接在P2^0管脚，
sbit IIC_SCL = P2^1;
sbit IIC_SDA = P2^0;
//IIC的6个基本函数（符合IIC时序的基本操作，软件模拟IIC，让AT24C02继承于IIC，后期直接调用即可，无需关注底层细节，其实这个就是IIC的驱动）
//起始函数
void IIC_Start(void)
{
//起始条件：SCL高电平期间，SDA从高电平切换到低电平
IIC_SDA = 1; //先保证SDA处于高电平状态
IIC_SCL = 1;
IIC_SDA = 0;
IIC_SCL = 0;
}
//终止函数
void IIC_Stop(void)
{
//终止条件：SCL高电平期间，SDA从低电平切换到高电平
IIC_SDA = 0; //先保证SDA处于低电平状态
IIC_SCL = 1;
IIC_SDA = 1;
IIC_SCL = 0;
}
//发送一个字节,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(可参考上一节内容)
void IIC_SendByte(unsigned char Byte)
{
unsigned char i;
for(i=0; i<8; i++)
{
IIC_SDA = Byte & (0X80>>i) ;//将数据位依次放到SDA线上（高位在前）&按位与
IIC_SCL = 1;
IIC_SCL = 0;
}
}
//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）
//接收一个字节数据
unsigned char IIC_ReceiveByte(void)
{
unsigned char i, Byte = 0X00; //用于保存接收的字节
IIC_SDA = 1; //主机在接收之前，需要释放SDA,终止对SDA的控制
for(i=0; i<8; i++)
{
IIC_SCL = 1; //拉高SCL，主机将在SCL高电平期间读取数据位
if(IIC_SDA)
{
Byte |= (0X80>>i);
}
IIC_SCL = 0; //SCL低电平期间，从机将数据位依次放到SDA线上（高位在前）
}
return Byte;
}
//发送应答：在接收完一个字节之后，主机在下一个时钟发送一位数据，数据0表示应答，数据1表示非应答 （IIC时序手册）
void IIC_SendAck(unsigned char AckBit)
{
IIC_SDA = AckBit; //应答位，SCL低电平期间，从机将数据位依次放到SDA线上（高位在前）
IIC_SCL = 1; //SCL从高到底，把数据放到SDA上
IIC_SCL = 0;
}
//接收应答：在发送完一个字节之后，主机在下一个时钟接收一位数据，判断从机是否应答，
//数据0表示应答，数据1表示非应答（主机在接收之前，需要释放SDA）
unsigned char IIC_ReceiveAck(void)
{
unsigned char AckBit;
IIC_SDA = 1; //主机在接收之前，需要释放SDA
IIC_SCL = 1; //高电平期间，主机可以读取IIC上的数据位
AckBit = IIC_SDA;
IIC_SCL = 0;
return AckBit;
}
IIC.h
#ifndef __IIC_H__
#define __IIC_H__
void IIC_Start(void); //起始函数
void IIC_Stop(void);//终止函数
void IIC_SendByte(unsigned char Byte);//发送一个字节
unsigned char IIC_ReceiveByte(void); //接收一个字节
void IIC_SendAck(unsigned char AckBit); //发送应答
unsigned char IIC_ReceiveAck(void); //接收应答
#endifLCD1602.c
#include <REGX52.H>
//引脚配置：
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_EN=P2^7;
#define LCD_DataPort P0
//函数定义：
/**
* @brief LCD1602延时函数，12MHz调用可延时1ms
* @param 无
* @retval 无
*/
void LCD_Delay()
{
unsigned char i, j;
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
/**
* @brief LCD1602写命令
* @param Command 要写入的命令
* @retval 无
*/
void LCD_WriteCommand(unsigned char Command)
{
LCD_RS=0;
LCD_RW=0;
LCD_DataPort=Command;
LCD_EN=1;
LCD_Delay();
LCD_EN=0;
LCD_Delay();
}
/**
* @brief LCD1602写数据
* @param Data 要写入的数据
* @retval 无
*/
void LCD_WriteData(unsigned char Data)
{
LCD_RS=1;
LCD_RW=0;
LCD_DataPort=Data;
LCD_EN=1;
LCD_Delay();
LCD_EN=0;
LCD_Delay();
}
/**
* @brief LCD1602设置光标位置
* @param Line 行位置，范围：1~2
* @param Column 列位置，范围：1~16
* @retval 无
*/
void LCD_SetCursor(unsigned char Line,unsigned char Column)
{
if(Line==1)
{
LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1));
}
else if(Line==2)
{
LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1+0x40));
}
}
/**
* @brief LCD1602初始化函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void LCD_Init()
{
LCD_WriteCommand(0x38);//八位数据接口，两行显示，5*7点阵
LCD_WriteCommand(0x0c);//显示开，光标关，闪烁关
LCD_WriteCommand(0x06);//数据读写操作后，光标自动加一，画面不动
LCD_WriteCommand(0x01);//光标复位，清屏
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置上显示一个字符
* @param Line 行位置，范围：1~2
* @param Column 列位置，范围：1~16
* @param Char 要显示的字符
* @retval 无
*/
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char)
{
LCD_SetCursor(Line,Column);
LCD_WriteData(Char);
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始显示所给字符串
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param String 要显示的字符串
* @retval 无
*/
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String)
{
unsigned char i;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=0;String[i]!='\0';i++)
{
LCD_WriteData(String[i]);
}
}
/**
* @brief 返回值=X的Y次方
*/
int LCD_Pow(int X,int Y)
{
unsigned char i;
int Result=1;
for(i=0;i<Y;i++)
{
Result*=X;
}
return Result;
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：0~65535
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~5
* @retval 无
*/
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=Length;i>0;i--)
{
LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始以有符号十进制显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：-32768~32767
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~5
* @retval 无
*/
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i;
unsigned int Number1;
LCD_SetCursor(Line,Column);
if(Number>=0)
{
LCD_WriteData('+');
Number1=Number;
}
else
{
LCD_WriteData('-');
Number1=-Number;
}
for(i=Length;i>0;i--)
{
LCD_WriteData(Number1/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始以十六进制显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFF
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~4
* @retval 无
*/
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i,SingleNumber;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=Length;i>0;i--)
{
SingleNumber=Number/LCD_Pow(16,i-1)%16;
if(SingleNumber<10)
{
LCD_WriteData(SingleNumber+'0');
}
else
{
LCD_WriteData(SingleNumber-10+'A');
}
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始以二进制显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：0~1111 1111 1111 1111
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~16
* @retval 无
*/
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=Length;i>0;i--)
{
LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(2,i-1)%2+'0');
}
}
LCD1602.h
#ifndef __LCD1602_H__
#define __LCD1602_H__
//用户调用函数：
void LCD_Init();
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char);
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String);
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
#endif
Key.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
/**
* @brief 获取独立按键键码
* @param 无
* @retval 按下按键的键码，范围：0~4，无按键按下时返回值为0
*/
unsigned char Key()
{
unsigned char KeyNumber=0;
if(P3_1==0){Delay(20);while(P3_1==0);Delay(20);KeyNumber=1;}
if(P3_0==0){Delay(20);while(P3_0==0);Delay(20);KeyNumber=2;}
if(P3_2==0){Delay(20);while(P3_2==0);Delay(20);KeyNumber=3;}
if(P3_3==0){Delay(20);while(P3_3==0);Delay(20);KeyNumber=4;}
return KeyNumber;
}
Key.h
#ifndef __KEY_H__
#define __KEY_H__
unsigned char Key();
#endif
Delay.c
#include "intrins.h"
void Delay(unsigned int xms) //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j;
while(xms--)
{
_nop_();
i = 2;
j = 199;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
}Delay.h
#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__
void Delay(unsigned int xms);
#endif
