２４Ｃ０２在ＰＩＣ單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

ＭＩＣＲＯＣＨＩＰ公司的ＰＩＣ１６系列單片機(jī)以其精簡(jiǎn)的指令和較強(qiáng)的端口驅(qū)動(dòng)能力在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在需要儲(chǔ)存較大數(shù)量數(shù)據(jù)的控制領(lǐng)域，２４Ｃ０２可以解決ＰＩＣ１６Ｃ８×系列單片機(jī)片內(nèi)ＥＥＰＲＯＭ不足的問(wèn)題，用以保存諸如用戶設(shè)置參數(shù)、采集到的數(shù)據(jù)等。
由于部分ＰＩＣ單片機(jī)不具備Ｉ2Ｃ總線接口，在應(yīng)用時(shí)必須用軟件法加以解決。
在軟件編制時(shí)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循Ｉ2Ｃ總線規(guī)則，并注意２４Ｃ０２的片內(nèi)讀寫周期時(shí)間，調(diào)整好程序流程，以避免寫不進(jìn)、讀不出的問(wèn)題。
下面將筆者在實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題和解決的方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，希望可以給同行一些幫助。
首先約定，數(shù)據(jù)由微處理器發(fā)送到２４Ｃ０２稱“寫”、“發(fā)”，反之稱“讀”、“收”。２４Ｃ０２支持順序讀寫和隨機(jī)讀寫，文中以隨機(jī)讀寫方式為例進(jìn)行介紹。
一、硬件電路（如圖１所示）。
使用微處理的任意兩個(gè)通用Ｉ／Ｏ端口（圖中用ＲＡ２、ＲＡ３）作為與２４Ｃ０２的連接，其中一個(gè)作為時(shí)鐘ＳＣＬ線，另外一個(gè)作為數(shù)據(jù)ＳＡＤ線。兩個(gè)端口均接２２ｋΩ上拉電阻。
二、軟件設(shè)計(jì)
首先簡(jiǎn)要介紹一下用ＥＥＰＲＯＭ的Ｉ2Ｃ總線的規(guī)則。
初始狀態(tài)時(shí)，ＳＣＬ、ＳＤＡ兩線都為高。
當(dāng)ＳＣＬ為高電平時(shí)，如果ＳＤＡ線跌落，認(rèn)為是“起始位”。
當(dāng)ＳＣＬ為高電平時(shí)，如果ＳＤＡ線上升，認(rèn)為是“停止位”。
除此之外，在發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中當(dāng)ＳＣＬ為高電平時(shí)，ＳＤＡ應(yīng)保持穩(wěn)定。
ＡＣＫ應(yīng)答位指在此時(shí)鐘周期內(nèi)由從器件（ＥＥＰＲＯＭ）把ＳＤＡ拉低，表示回應(yīng)。這時(shí)主器件（ＰＩＣ１６微處理器）的ＳＤＡ口的屬性應(yīng)該變?yōu)檩斎胍员銠z測(cè)。
１．在寫數(shù)據(jù)周期應(yīng)該依次執(zhí)行以下過(guò)程：
１）發(fā)“起始位”。２）發(fā)“寫入代碼”（８ｂｉｔ），１０１０（Ａ１Ａ２Ａ３）０，其中的Ａ１、Ａ２、Ａ３三位是片地址，由２４Ｃ０２的硬件決定，文中采用０００。３）收“ＡＣＫ”應(yīng)答（１ｂｉｔ）。４）發(fā)ＥＥＰＲＯＭ片內(nèi)地址（即要寫入ＥＥＰＲＯＭ的什么位置）（８ｂｉｔ）。從００到ＦＦ中的任意一個(gè)，對(duì)應(yīng)ＥＥＰＲＯＭ中的相應(yīng)位。５）收“ＡＣＫ”應(yīng)答（１ｂｉｔ）。６）發(fā)要發(fā)送的數(shù)據(jù)（８ｂｉｔ），即要存儲(chǔ)到ＥＥＰＲＯＭ中的數(shù)據(jù)。７）發(fā)“停止位”。
接下來(lái)，如圖２所示，進(jìn)入輪詢程序以便檢驗(yàn)２４Ｃ０２片內(nèi)寫周期是否完成。如果已經(jīng)完成則進(jìn)入下一個(gè)字節(jié)的寫操作過(guò)程。如果沒(méi)有完成則繼續(xù)等待，直到完成。
２．在讀數(shù)據(jù)周期，依次執(zhí)行以下過(guò)程：
１）發(fā)“起始位”。２）發(fā)“寫入代碼”（８ｂｉｔ），１０１０（Ａ１Ａ２Ａ３）０，其中Ａ１、Ａ２、Ａ３三位是片地址，由２４Ｃ０２的硬件決定，文中采用０００。３）收“ＡＣＫ”應(yīng)答（１ｂｉｔ）。４）發(fā)“ＥＥＰＲＯＭ”片內(nèi)地址（即要讀出ＥＥＰＲＯＭ的位置）（８ｂｉｔ）。從００到ＦＦ中的任意一個(gè)，對(duì)應(yīng)ＥＥＰＲＯＭ中的相應(yīng)位。５）收“ＡＣＫ”應(yīng)答（１ｂｉｔ）。６）發(fā)“起始位”（１ｂｉｔ）。７）發(fā)“讀出代碼”（８ｂｉｔ），１０１０（Ａ１Ａ２Ａ３）１，其中Ａ１、Ａ２、Ａ３三位是片地址，由２４Ｃ０２的硬件接線決定，文中采用０００。８）接收。９）發(fā)ＡＣＫ應(yīng)答。１０）發(fā)“停止位”。
要特別注意的兩個(gè)問(wèn)題是：１）２４Ｃ０２有一個(gè)約１０ｍｓ的片內(nèi)寫周期。在這個(gè)周期內(nèi)，２４Ｃ０２是不對(duì)外界的操作作出反應(yīng)的。２）在發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中，要確保當(dāng)ＳＣＬ為高電平時(shí)，ＳＤＡ保持穩(wěn)定。
解決第一個(gè)問(wèn)題的常見(jiàn)方法有兩個(gè)，其一為采用延時(shí)等待，確保在寫過(guò)程中，在一個(gè)字節(jié)完成發(fā)送了停止位之后，微處理器等待足夠的時(shí)間，通常應(yīng)該超過(guò)１０ｍｓ，再送下一個(gè)字節(jié)，這段時(shí)間用來(lái)等待ＥＥＰＲＯＭ完成片內(nèi)寫周期。另一個(gè)是采用輪詢的方式，判斷ＥＥＰＲＯＭ是否完成了片內(nèi)寫周期。這種方式的主導(dǎo)思想是，當(dāng)向ＥＥＰＲＯＭ發(fā)送寫標(biāo)志后，正常情況下，ＥＥＰＲＯＭ應(yīng)該有ＡＣＫ應(yīng)答。但是當(dāng)ＥＥＰＲＯＭ在進(jìn)行片內(nèi)寫周期的時(shí)候，則不會(huì)產(chǎn)生這樣的應(yīng)答。程序據(jù)此判斷，ＥＥＰＲＯＭ是否完成了片內(nèi)的寫周期程序。如果完成，則可以繼續(xù)寫入下一個(gè)要寫的內(nèi)容，否則繼續(xù)等待。
第一種方法編程較為簡(jiǎn)單，但是會(huì)浪費(fèi)大量的機(jī)器時(shí)間，并且程序的延時(shí)時(shí)間不好確定。第二種方法的優(yōu)點(diǎn)在于，雖然編程較為復(fù)雜，但是較為快速，對(duì)其余的程序模塊影響較少，便于完成程序的模塊化設(shè)計(jì)。
對(duì)于在發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中，要確保當(dāng)ＳＣＫ為高電平時(shí)，ＳＤＡ必須保持穩(wěn)定，應(yīng)該在程序中利用軟件給予保證。
如果可以很好的解決以上兩個(gè)問(wèn)題，數(shù)據(jù)的寫入和讀出是方便快捷和可靠的。

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