I2C总线24C08.ppt

I2C总线、24C08存储器,I2C总线,I2C总线（Inter Integrated Circuit Bus）：是Philips公司推出的串行总线标准（为二线制）总线上扩展的外围器件及外设接口通过总线寻址，是具备总线仲裁和高低速设备同步等功能的高性能多主机总线 I2C总线工作原理串行数据线SDA和串行时钟线SCL构成的，可发送和接收数据所有挂接在I2C总线上的器件和接口电路都应具有I2C总线接口，且所有的SDA/SCL同名端相连总线上所有器件要依靠SDA发送的地址信号寻址，不需要片选线特点：组成系统结构简单，占用空间小，芯片管脚的数量少，无需片选信号，价格低允许若干兼容器件共享总线，应用比较广泛总线的长度可达7.6m，传送速度可达400kbps，标准速率为100kbps支持多个组件支持多主控器件（某时刻只能有一个主控器件）I2C总线上所有设备的SDA, SCL引脚必须外接上拉电阻I2C总线工作原理,典型的I2C总线系统结构，如图所示I2C总线上可以挂接多个器件，其中每个器件必须都支持I2C总线通信协议典型的I2C总线系统结构,I2C总线器件的寻址方式,由于所有器件都通过SCL和SDA连接在I2C总线上，因此，主器件在进行数据传输前需要通过寻址，选择需要通信的从器件。

I2C总线上所有外围器件都需要有唯一的7位地址，由器件地址和引脚地址两部分组成器件地址是I2C器件固有的地址编码，器件出厂时就已经给定，不可更改引脚地址是由I2C总线外围器件的地址引脚（A2，A1，A0）决定，根据其在电路中接电源正极、接地或悬空的不同，形成不同的地址代码I2C总线接口 EEPROM存储器,目前，市场上I2C总线接口器件有多种，例如A/D转换器、D/A转换器（PCF8591）、时钟芯片和存储器（24C08）等这里以典型的I2C总线接口的存储器为例进行介绍I2C总线接口EEPROM存储器是一种采用I2C总线接口的串行总线存储器，这类存储器具有体积小、引脚少、功耗低、工作电压范围宽等特点目前，Atmel、MicroChip、National等公司均提供各种型号的I2C总线接口的串行EEPROM存储器在单片机系统中使用较多的EEPROM存储器是24系列串行EEPROM其具有型号多、容量大、支持I2C总线协议、占用单片机I/O端口少，芯片扩展方便、读写简单等优点AT24C08的引脚结构,AT24C01：128字节（128×8位）；AT24C02：256字节（256×8位）；AT24C04：512字节（512×8位）AT24C08：1K字节 （1K×8位）；AT24C16：2K字节 （2K×8位）；AT24C32 4K字节 （4KX8位）,C51模拟 I2C总线协议,在实际应用中，往往遇到所使用的单片机没有I2C总线接口，例如典型的 51系列单片机。

为了让此类单片机用于操作I2C总线器件的能力，需要在程序模拟I2C总线数据传输协议I2C总线概述,I2C总线采用两线制，由数据线SDA和时钟线SCL构成I2C总线对数据通信时序进行了严格的定义I2C总线数据操作,在I2C总线上，数据是伴随着时钟脉冲，一位一位地传送的，数据位由低到高传送，每位数据占一个时钟脉冲I2C总线上的在时钟线SCL高电平期间，数据线SDA的状态就表示要传送的数据，高电平为数据1，低电平为数据0在数据传送时，SDA上数据的改变在时钟线为低电平时完成，而SCL为高电平时，SDA必须保持稳定，否则SDA上的变化会被当作起始或终止信号而致使数据传输停止I2C总线数据操作,I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号：开始信号、停止信号和应答信号开始信号：SCL保持高电平的状态下，SDA出现下降沿出现开始信号以后，总线被认为“忙”停止信号：SCL保持高电平的状态下，SDA出现上升沿停止信号过后，总线被认为“空闲”应答信号：接收数据的器件在接收到8位数据后，向发送数据的器件发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据 总线空闲：SCL和SDA都保持高电平总线忙：在数据传送开始以后，SCL为高电平的时候，SDA的数据必须保持稳定，只有当SCL为低电平的时候才允许SDA上的数据改变。

I2C协议起始信号时序,起始信号时序,起始信号用于开始I2C总线通信其中，起始信号是在时钟线SCL为高电平 期间，数据SDA上高电平向低电平变化的下降沿信号起始信号出现以后， 才可以进行后续的I2C总线寻址或数据传输等,I2C协议终止信号时序,终止信号用于终止I2C总线通信其中，终止信号是在时钟线SCL为高电平期间，数据线SDA上低电平到高电平变化的上升沿信号终止信号一出现，所有I2C总线操作都结束，并释放总线控制权终止信号的时序，,,,,终止信号时序,I2C协议应答信号时序,应答信号用于表明I2C总线数据传输的结束 I2C总线数据传送时，一个字节数据传送完毕后都必须由主器件产生应答信号主器件在第9个时钟位上释放数据总线SDA，使其处于高电平状态，此时从器件输出低电平拉低数据总线SDA为应答信号应答信号的时序，如图所示应答信号时序,I2C总线的传送格式,I2C总线的传送格式为主从式，对系统中的某一器件来说有四种工作方式：主发送方式、从发送方式、主接收方式、从接收方式 只讲主发送从接收（单片机发送 24C08接收） 主器件产生开始信号以后，发送的第一个字节为控制字节前七位为从器件的地址片选信号。

最低位为数据传送方向位（高电平表示读从器件，低电平表示写从器件），然后发送一个选择从器件片内地址的字节，来决定开始读写数据的起始地址接着再发送数据字节，可以是单字节数据，也可以是一组数据，由主器件来决定从器件每接收到一个字节以后，都要返回一个应答信号（ASK=0）主器件在应答时钟周期高电平期间释放SDA线，转由从器件控制，从器件在这个时钟周期的高电平期间必须拉低SDA线，并使之为稳定的低电平，作为有效的应答信号控制字节 在起始条件之后，必须是器件的控制字节，其中，高四位为器件类型识别符（不同的芯片类型有不同的定义，E2PROM为1010），接着三位为片选，最低位为读写控制位，为“1”时为读操作，为“0”时为写操作如下图所示写操作 写操作分为字节写和页面写两种操作，对于页面写，根据芯片的一次装载的字节不同有所不同页面写的地址、应答和数据传送的时序如下图所示读操作 读操作有三种基本操作：当前地址读、随机读和顺序读下图给出的是顺序读的时序图应当注意的是，为了结束读操作，主机必须在第9个周期间发出停止条件或者在第9个时钟周期内保持SDA为高电平，然后发出停止条件I2C协议起始信号时序,起始信号时序,起始信号用于开始I2C总线通信。

其中，起始信号是在时钟线SCL为高电平 期间，数据SDA上高电平向低电平变化的下降沿信号起始信号出现以后， 才可以进行后续的I2C总线寻址或数据传输等,void start()// 开始位 { SDA = 1; //SDA初始化为高电平“1” SCL = 1; //开始数据传送时，要求SCL为高电平“1” _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期_nop_(); //等待一个机器周期 SDA = 0; //SDA的下降沿被认为是开始信号 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 SCL = 0; //SCL为低电平时，SDA上数据才允许变化(即允许以后的数据传递） },I2C协议终止信号时序,终止信号用于终止I2C总线通信。

其中，终止信号是在时钟线SCL为高电平期间，数据线SDA上低电平到高电平变化的上升沿信号终止信号一出现，所有I2C总线操作都结束，并释放总线控制权终止信号的时序，,,,,终止信号时序,void stop()// 停止位{SDA = 0; //SDA初始化为低电平“0” SCL = 1; //结束数据传送时，要求SCL为高电平“1” _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 SDA = 1; //SDA的上升沿被认为是结束信号 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 SDA=0; SCL=0;,I2C协议应答信号时序,应答信号用于表明I2C总线数据传输的结束 I2C总线数据传送时，一个字节数据传送完毕后都必须由主器件产生应答信号。

主器件在第9个时钟位上释放数据总线SDA，使其处于高电平状态，此时从器件输出低电平拉低数据总线SDA为应答信号应答信号的时序，如图所示应答信号时序,bit Ask() //检测应答{ bit ack_bit; //储存应答位 SDA = 1; // 发送设备（主机）//应在时钟脉冲的高电平期间(SCL=1)释放SDA线，//以让SDA线转由接收设备(AT24Cxx)控制 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 SCL = 1; //根据上述规定，SCL应为高电平 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 _nop_(); //等待一个机器周期 ack_bit = SDA; //接受设备（AT24Cxx)向SDA送低电平，//表示已经接收到一个字节//若送高电平，表示没有接收到，传送异常 结束发送 SCL = 0; //SCL为低电平时， //SDA上数据才允许变化(即允许以后的数据传递） return ack_bit; // 返回AT24Cxx应答位 },写操作 写操作分为字节写和页面写两种操作， 在字节写模式下 主器件发送起始命令和从器件地址信息 R/W位置零 给从器件 在从器件产生应答信号后 主器件发送16的字节地址 主器件在收到从器件的另一个应答信号后 再发送数据到被寻址的存储单元 再次应答 并在主器件产生停止信号后开始内部数据的擦写 在内部擦写过程中 从器件不再应答主器件的任何请求,,void WriteCurrent(unsigned char y){ start（）；unsigned char i; for(i = 0; i < 8; i++) // 循环移入8个位 { SDA = (bit)(y //将y中的各二进位向左移一位 } },。