2021年12月24日 | 51单片机系列——I2C通信方式——24C02（E2PROM）的应用

仿真电路如下：

代码如下:

i2c.h

#ifndef _I2C_H    //写头文件的固定格式

#define _I2C_H   //写头文件的固定格式

#include

sbit SCL=P1^2;   //E2PROM24C02的引脚定义

sbit SDA=P1^3;   //E2PROM24C02的引脚定义

sbit WP=P1^4; //读写保护

unsigned char I2CSendByte(unsigned char dat);

unsigned char I2CReadByte();

void I2CStop();

void I2CStart();

void At24c02Write(unsigned char addr,unsigned char dat);  //在头文件中申明，在主函数中便可调用

unsigned char At24c02Read(unsigned char addr);

#endif      //写头文件的固定格式

i2c.c

#include "i2c.h"

void delay5us(void)   //误差 0us

{

    unsigned char a;

    for(a=1;a>0;a--);

} 

void I2CStart(){ //I2C开始信号,严格按照时序图

 SDA=1;

 SCL=1;

 delay5us(); 

 SDA=0;

 delay5us();

 SCL=0;

 delay5us(); 

}

void I2CStop(){ //停止信号

 SDA=0;

 SCL=1;

 delay5us();

 SDA=1;

 delay5us();   //后面的可以不管了，因为已经能起到stop的作用 

}

unsigned char I2CSendByte(unsigned char dat){ //写一个字节函数

  unsigned char a=8,b;

  for(a=8;a>0;a--){

   SDA=dat>>7;

  dat=dat<<1;

  delay5us();

  SCL=1;     //时钟线为低时数据才能传送，时钟线为高电平的时候数据是要求保持不变的

  delay5us();  //检测SDA是否为0，及是否应答

  SCL=0;

  delay5us();

  }

   SDA=1;   //释放时钟线和数据线，等待应答

  delay5us();

   SCL=1;

   while(SDA){   //检测是否应答，若应答SDA=0跳出循环，若SDA=1则非应答

     b++;   //SDA=1,设定一个时间跳出循环，返回0

   if(b>20){

    SCL=0;

    delay5us(); 

    return 0;

   }

   }

   SCL=0;

   delay5us(); 

   return 1;   //发送成功返回1   

}

unsigned char I2CReadByte(){ //读一个字节数据

 unsigned char a=8,dat=0;

 SDA=1; //拉高准备读

 delay5us();

 for(a=8;a>0;a--){

  SCL=1;   //SCL时数据稳定，读取时要求数据稳定

  delay5us();  

  dat<<=1;  //在这里读和写的顺序不一样，读：移位———>读数；写：写数-->移位

  dat|=SDA;  //为什么这里读数据可以直接移位然后相与呢？移位时钟线与数据线不是同一根线

  delay5us();  

  SCL=0;   //SCL为零时，SDA上的数据可以改变

  delay5us(); 

 }

 return dat;     

}

/* I2CSendByte、I2CReadByte这两个函数是用来确定8位字节数据是在什么条件下能读写出来的*/

/*可以吧I2CSendByte、I2CReadByte这两个函数理解为小环境*/

/*有了满足了小环境的读写（一个字节8位数的连续传输），就要创造大环境（即这个整体器件是在什么条件下怎么传送数据的*/

/*或者可以理解为先根据时序图写出满足I2C的读写数据方式，在写出满足器件读写的数据方式*/

void At24c02Write(unsigned char addr,unsigned char dat){ //先写地址，确定数据存放的位置；再写数据  （根据器件的写数据的流程来编写这个函数）

 I2CStart();

 I2CSendByte(0xa0);  //确定器件地址，及哪个器件

 I2CSendByte(addr);  //写器件内首地址，确定存放数据的首地址位置

 I2CSendByte(dat);   //确定玩地址后，就发送数据

 //关于应答部分已经写在发送函数中，相当于一个整体

 I2CStop();   //发送玩了，一个停止信号

}

unsigned char At24c02Read(unsigned char addr){  //读数据需要设一个返回值，靠这个返回值得到数据更容易编写

 unsigned char num;

 I2CStart();

 I2CSendByte(0xa0);  //读的时候先伪写入

 I2CSendByte(addr);  //伪写入包括两部分：确定器件地址和确定器件内首地址 

 I2CStart();     //在传送过程中，需要改变传送数据的方向时，起始信号和从机地址都会被重复产生一个，但两次读写方向正好相反

 I2CSendByte(0xa1);   //这两部很重要

 num=I2CReadByte();  //获取读的数据

 I2CStop();

 return num;

}

main.c

#include

#include "i2c.h"

typedef unsigned int u16;

 typedef unsigned char u8;

/*控制读写过程*/

 sbit K1=P3^1; //保存显示数据,即写入数据至E2Prom保存

 sbit K2=P3^0; //读取保存的数据

 sbit K3=P3^2; //累加

 sbit K4=P3^3; //清零

sbit LSA=P2^2;   //三八译码器的引脚设置

sbit LSB=P2^3;

sbit LSC=P2^4;

u8 code segment[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

u8 num=0,disp[4];  //disp也可以写成一个缓冲池 ：disp[4]={1,1,2,3};

void delay(u16 i){

 while(i--);

}

void Keypros(){  //按键处理函数

 if(K1==0){

  delay(100);  //消抖

  if(K1==0){

   WP=0;  /*关闭保护*/

   At24c02Write(2,num);  //写入存放的首地址和要存放的数据（AT24C02有256个地址，2是其中的一个，num可以是自己设的一个数值）

    delay(100)  ;/*等待读完成*/

    WP=1;   /*打开保护*/

  }

  while(!K1);   //这个很重要，判断开关是否断开

 }

  if(K2==0){

  delay(100);  //消抖

  if(K2==0){

   num=At24c02Read(2);  //之前写入的地址为2，因此读2 ，num最后等于读取的返回值

  }

  while(!K2);

 }

 if(K3==0){

  delay(100);  //消抖

  if(K3==0){

   num++;  // num累计

   if(num>255){

    num=0;

   }

  }

  while(!K3);

 }

 if(K4==0){

  delay(100);  //消抖

  if(K4==0){

   num=0;  

  }

  while(!K4);

 }

}

void datapros(){ //数据处理函数,将存储器里的数转换为数码管理的数

   disp[0]=segment[num/1000];  //最高位

   disp[1]=segment[num%1000/100];

   disp[2]=segment[num%1000%100/10];

   disp[3]=segment[num%1000%100%10];

}

void Dispiay(){  //显示函数

 u8 i;

 for(i=0;i<4;i++){

  switch(i){

   case 0:LSA=0;LSB=0;LSC=0;break; //显示第0位

   case 1:LSA=1;LSB=0;LSC=0;break; //显示第1位

   case 2:LSA=0;LSB=1;LSC=0;break; //显示第2位

   case 3:LSA=1;LSB=1;LSC=0;break; //显示第3位

  }

  //上面选通了是哪一位，下面就传断选数据

  P0=disp[3-i];  //根据数据处理函数得到要显示的数，在循环的条件下，将一个数利用4个数码管显示了出来

  delay(100);

  P0=0x00;  //消隐

 }

}

void main(){ //  进入主函数调用

  while(1){

  Keypros(); //先判断按键是否有操作

  datapros();  //判断玩后对获取的数据要进行处理

   Dispiay();    //数据处理完了就可以显示  

 }

 }

仿真结果图：
1、按下K3，数码管显示数字自动加1，按3下显示：

2、按下K1，数码管上的显示数自动保存至24C02中（本程序中地址是2），接着按几次K3改变数码管的显示数值，然后按下K1，数码管】显示保存的数“3”.按下K4，数码管清零。

**注意：**这个项目中将I2C的主从应答部分直接编程在unsigned char I2CSendByte(unsigned char dat)函数中，没有单独的验证主从应答的子函数。