I2C串行總線在單片機(jī)8031應(yīng)用系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

圖3　I2C總線數(shù)據(jù)傳輸格式

3　I2C總線在單片機(jī)8031中的實(shí)現(xiàn)

　　因?yàn)?031單片機(jī)不帶有I2C總線硬件接口，只能靠編寫軟件來(lái)模擬I2C總線時(shí)序。這里以單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中較為常見(jiàn)的E2PROM中AT24C02為例，給出了在8031上利用I/O線實(shí)現(xiàn)I2C串行總線的方法和軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)I2C總線時(shí)序圖和I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范，給出詳細(xì)的AT24C02起始、停止、發(fā)送和接收R7個(gè)字節(jié)的驅(qū)動(dòng)程序清單。

圖4　I2C總線接口原理圖

　ORG　　××××　　　　 　?。怀绦蜷_(kāi)始地址。
　SCL　　EQU　P1.1　　　　；選擇P1.1作時(shí)鐘線。
　SDA　　EQU　P1.0　　　　；選擇P1.0作數(shù)據(jù)線。
　　功能：WRITE是寫入程序。將R1指示的R7個(gè)片內(nèi)字節(jié)寫入AT24C02中，寫入首址由R0指示。
　WRITE：ACALL STAR　 　?。话l(fā)出起始信號(hào)。
　　　　 MOV A，#0A0H　 ??；發(fā)出寫命令。
　　　　 ACALL OUTB
　　　　 JC WBE　　　　 　；無(wú)回答，結(jié)束操作。
　　　　 MOV A，R0　　　　；發(fā)出E2PROM首址。
　　　　 ACALL OUTB
　　　　 JC WBE　　　　 ??；無(wú)回答，結(jié)束操作。
　WR1：　MOV A，@R1　　 ?。蝗∫蛔止?jié)內(nèi)容。
　　　　 ACALL OUTB　　 ?。粚懭隕2PROM中。
　　　　 JC WBE　　　　 ??；無(wú)回答，結(jié)束操作。
　　　　 INC R1　　　　 ??；指向下一字節(jié)。
　　　　 DJNZ R7，WR1　 　；寫完全部字節(jié)。
　WBE：　AJMP STOP　　　??；發(fā)出結(jié)束信號(hào)。
　　功能：READ是讀出程序。將R1指示的R7個(gè)E2PROM字節(jié)讀入片內(nèi)RAM中，首址由R0指示。
　READ： ACALL STAR　　 ??；發(fā)出起始信號(hào)。
　　　　 MOV A，#0A0H　 ??；發(fā)出寫命令。
　　　　 ACALL OUTB
　　　　 JC RDE　　　　 ?。粺o(wú)回答，結(jié)束操作。
　　　　 MOV A，R1　　　??；發(fā)出E2PROM首址。
　　　　 ACALL OUTB
　　　　 JC RDE　　　　 ?。粺o(wú)回答，結(jié)束操作。
　　　　 ACALL STOP　　 ?。话l(fā)出結(jié)束信號(hào)。
　　　　 NOP　　　　　　??；延時(shí)。
　　　　 NOP
　　　　 ACALL STAR　　 　；再次發(fā)出起始信號(hào)。
　　　　 MOV A，#0A1H　 　；發(fā)出讀命令。
　　　　 ACALL OUTB
　　　　 JC RDE　　　　 　；無(wú)回答，結(jié)束操作。
　RD1：　MOV B，#08H　　?。幻恳瞥?位組成一字節(jié)。
　RD2：　CLR SCL　　　　　；移出一個(gè)時(shí)鐘脈沖。
　　　　 NOP
　　　　 SETB SCL　　　 ?。粫r(shí)鐘脈沖上升沿。
　　　　 NOP
　　　　 MOV C，SDA　　 　；讀入一位。
　　　　 RLC A　　　　 ?。黄囱b到累加器中。
　　　　 NOP
　　　　 DJNZ B，RD2　　??；拼完一字節(jié)。
　　　　 MOV @R0，A　　 ??；存入片內(nèi)。
　　　　 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(jié)嗎？
　　　　 SETB SDA　　　　 ；最后一個(gè)字節(jié)不給回答信號(hào)。
　　　　 SJMP RD4
　RD3：　CLR SDA　　　　　；準(zhǔn)備好回答信號(hào)。
　RD4：　NOP
　　　　 SETB SCL　 　　?。粫r(shí)鐘脈沖上升沿。
　　　　 NOP　　　　　　?。坏却鼸2PROM讀取回答信號(hào)
　　　　 NOP
　　　　 CLR SCL　　　　??；回答完畢。
　　　　 SETB SDA　　　　 ；準(zhǔn)備讀入下一字節(jié)。
　　　　 DJNZ R7，RD1　　 ；讀完全部字節(jié)。
　　　　 CLR C
　RDE：　AJMP STOP　　　??；發(fā)出結(jié)束信號(hào)。
　　功能：OUTB是向E2PROM發(fā)出一字節(jié)信息的子程序。
　OUTB： MOV B，#08H　　??；一字節(jié)8位。
　OUT1： CLR SCL　　　　??；將時(shí)鐘線拉低。
　　　　 RLC A　　　　　??；移出一位。
　　　　 MOV SDA，C　　　 ；放到數(shù)據(jù)線上。
　　　　 SETB SCL　　　　 ；將時(shí)鐘線升高。
　　　　 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)鐘線拉低。
　　　　 SETB SDA　　　　 ；準(zhǔn)備接收回答信號(hào)。
　　　　 SETB SCL　　　　 ；將時(shí)鐘線升高。
　　　　 NOPMOV C，SDA　　；接收回答信號(hào)。
　　　　 CLR SCL　　　　??；將時(shí)鐘線拉低。
　　　　 RET
　　功能：STAR是起始信號(hào)。
　STAR： SETB SDA　　　　 ；將數(shù)據(jù)線升高。
　　　　 SETB SCL　　　　 ；將時(shí)鐘線升高。
　　　　 NOP　　　　　　?。谎訒r(shí)。
　　　　 CLR SDA　　　　　；將數(shù)據(jù)線拉低，發(fā)出起始信號(hào)。
　　　　 NOP　　　　　　　；延時(shí)。
　　　　 CLR SCL　　　　?。粚r(shí)鐘線拉低。
　　　　 RET
　　功能：STOP是結(jié)束信號(hào)。
　STOP： CLR SCL　　　　 ；將時(shí)鐘線拉低。
　　　　 CLR SDA　　　　　；將數(shù)據(jù)線拉低。
　　　　 NOP
　　　　 SETB SCL　　　　 ；將時(shí)鐘線升高。
　　　　 NOP
　　　　 SETB SDA　　　　 ；將數(shù)據(jù)線升高，發(fā)出結(jié)束信號(hào)。
　　　　 RET
　　　　 END

4　結(jié)束語(yǔ)

　　本文給出了用8031匯編語(yǔ)言模擬I2C總線的時(shí)序的起始、停止及主控器向I2C總線的發(fā)送和接收R7字節(jié)的程序，讀者也可根據(jù)I2C總線的操作時(shí)序在ATMEL89系列、68HC05系列等單片機(jī)及其外設(shè)接口如8255、8155或74LS377上實(shí)現(xiàn)I2C總線的操作，具有一定的通用性，且易于嵌入移植。

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