51通过IO口模拟IIC实现AT24C02的读写

1.硬件连接

AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM， 内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个8字节页写缓冲器。该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。在单片机上的应用广泛， 可以实现掉电数据不丢失功能。

2.AT24C02读写时序说明：

（1）写数据描述：

通过IIC几种信号的组合，可以向AT24C02指定单元地址写一字节的数据。

可以看出，写顺序为:起始，写器件地址，应答，写单元地址，应答，写数据，应答，终止。

（2）读数据描述

从AT24C02任意单元地址读取数据，可以看出读写顺序为:起始，写器件地址(下一个字节为写)，应答，写单元地址，应答，起始，写器件地址(下一个字节为读取)，读取数据，终止。

3.例程实现

（1）延时

delay.h：

#ifndef _DELAY_H

#define _DELAY_H

#include 'stc51.h'

void delay_us(uchar t);

void delay_ms(uint t);

#endif

#include 'delay.h'

#include 'stc51.h'

//Function:延时1us

//Input:延时的微秒数

//Output:无

//Return:无

//Others:无

void delay_us(uchar t)

{

    while(t--);

}

//Function:延时1us

//Input:延时的毫秒数

//Output:无

//Return:无

//Others:无

void delay_ms(uint t)

{

    uint x,y;

    for(x=t;x>0;x--)

        for(y=110;y>0;y--);

}

（2）IIC模拟

iic.h：

#ifndef _IIC_H

#define _IIC_H

#include 'stc51.h'

/*IIC管脚定义*/

sbit IIC_SDA = P3^0;

sbit IIC_SCL = P3^1;

void IO_Init();

void IIC_Start();

void IIC_Stop();

void IIC_Ack();

void IIC_NAck();

void IIC_Write_Byte(uchar txd);

uchar IIC_Read_Byte();

#endif

iic.c:

#include 'delay.h'

#include 'iic.h'

#include 'stc51.h'

//Function:初始化IO口

//Description：GPIO初始化为高,通知器件总线空闲

//Input:无

//Output:无

//Return:无

//Others:无

void IO_Init()

{

    IIC_SCL = 1;

    delay_us(5);

    IIC_SDA = 1;

    delay_us(5);

}

//Function:启动IIC传输

//Description：IIC_SCL为高时,IIC_SDA由高到低

//Input:无

//Output:无

//Return:无

//Others:无

void IIC_Start()

{

    IIC_SDA = 1;

    IIC_SCL = 1;

    delay_us(5);

    IIC_SDA = 0;

    delay_us(5);

    IIC_SCL = 0;

}

//Function:停止IIC传输

//Description：IIC_SCL为高时,IIC_SDA由低到高

//Input:无

//Output:无

//Return:无

//Others:无

void IIC_Stop()

{

    IIC_SCL = 0;

    IIC_SDA = 0;

    delay_us(5);

    IIC_SCL = 1;

    IIC_SDA = 1;

    delay_us(5);

}

//Function:产生应答信号

//Description：IIC_SCL为高时,IIC_SDA被拉低并保持一定时间的低电平

//Input:无

//Output:无

//Return:无

//Others:无

void IIC_Ack()

{

    uchar i;

    IIC_SCL = 1;//在scl为高电平期间等待应答

    delay_ms(2);

    while((IIC_SDA == 1) && i < 250)//若为应答0即退出，从机向主机发送应答信号

        i++;//通过i自增等待一段时间   

    IIC_SCL = 0;//得到应答,拉低时钟

    delay_ms(2);

}

//Function:产生非应答信号

//Description：IIC_SCL为高时,IIC_SDA为高

//Input:无

//Output:无

//Return:无

//Others:无

void IIC_NAck()

{

    IIC_SCL = 1;

    delay_ms(2);

    IIC_SDA = 1;

    IIC_SCL = 0;

    delay_ms(2);

}

//Function:I2C写一个字节数据，返回ACK或者NACK

//Description：从高位开始依次传输

//Input:写的字节

//Output:无

//Return:无

//Others:无

void IIC_Write_Byte(uchar txd)

{

    uchar len;

    for (len=0;len<8;len++)

    {

        IIC_SCL = 0;//只有在IIC_SCL为低电平时,才允许IIC_SDA上的数据变化

        delay_us(5); 

        if(txd & 0x80)

            IIC_SDA = 1;

        else

            IIC_SDA = 0;  

        delay_us(5);   

        IIC_SCL = 1;//在IIC_SCL为高电平时,不允许IIC_SDA上的数据变化，使数据稳定

        txd <<= 1;

        delay_us(10); 

        IIC_SCL = 0;    

        delay_us(5);

    }

    IIC_SDA = 1;//释放总线

    IIC_SCL = 1;

    delay_us(5);

}

//Function:I2C读一个字节数据，返回ACK或者NACK

//Description：从高到低,依次接收

//Input:是否应答

//Output:无

//Return:接收的数据

//Others:无

uchar IIC_Read_Byte(/*uchar ack*/)

{

    uchar len,dat = 0;

    IIC_SDA = 1;//准备读取数据

    for(len=0;len<8;len++) 

    {

        IIC_SCL = 0; 

        delay_us(5);

        IIC_SCL = 1;//不允许IIC_SDA变化

        delay_us(5); 

        dat <<= 1;

        dat |= IIC_SDA; //读数据 

        delay_us(5); 

        IIC_SCL = 0;//允许IIC_SDA变化等待下一位数据的到来

        delay_us(5); 

    }   

    return dat;

}

（3）AT24C02实现：

at24c02.h:

#ifndef _AT24C02_H

#define _AT24C02_H

#include 'stc51.h'

#define IIC_WADDR   0XA0

#define IIC_RADDR   0XA1

void AT24C02_Init(void);

void At24c02_Write_Byte(uchar addr,uchar dat);

uchar At24c02_Read_Byte(uchar addr);

void At24c02_Serial_Write(uchar Writeaddr,uchar *Str,uchar Len);

void At24c02_Serial_Read(uchar Readaddr,uchar *Str,uchar Len);

#endif

at24c02.c:

#include 'iic.h' 

#include 'delay.h'

#include 'at24c02.h'

#include 'stc51.h'

//Function:初始化AT24C02

//Description：IO口属于空闲,准备开始通信

//Input:无

//Output:无

//Return:无

//Others:无

void AT24C02_Init(void)

{

    IO_Init();

}

//Function:写一个字节

//Description：向AT24C02的任意地址写入一个字节数据

//Input:写入的地址和数据

//Output:无

//Return:无

//Others:无

void At24c02_Write_Byte(uchar addr,uchar dat)

{

    IIC_Start();    //启动

    IIC_Write_Byte(IIC_WADDR);  //发送从设备地址

    IIC_Ack();  //等待从设备的响应

    IIC_Write_Byte(addr);   //发出芯片内地址

    IIC_Ack();  //等待从设备的响应

    IIC_Write_Byte(dat);    //发送数据

    IIC_Ack();  //等待从设备的响应

    IIC_Stop(); //停止

    delay_ms(10);    // 写入周期

}

//Function:指定地址读一个字节

//Description：向AT24C02的指定地址读出一个字节数据

//Input:读地址

//Output:无

//Return:读到的数据

//Others:无

uchar At24c02_Read_Byte(uchar addr)

{

    uchar dat;

    IIC_Start();

    IIC_Write_Byte(IIC_WADDR);//发送发送从设备地址 写操作

    IIC_Ack();

    IIC_Write_Byte(addr);//发送芯片内地址

    IIC_Ack();

    IIC_Start();

    IIC_Write_Byte(IIC_RADDR);//发送发送从设备地址 读操作

    IIC_Ack();

    dat = IIC_Read_Byte();//获取数据

    IIC_Stop();

    return dat;

}

//Function:任意地址写入一串数据

//Description：向AT24C02写入一串数据

//Input:写地址,写数据,数据长度

//Output:无

//Return:无

//Others:无

void At24c02_Serial_Write(uchar Writeaddr,uchar *Str,uchar Len)

{

    while(Len--)

    {

        At24c02_Write_Byte(Writeaddr,*Str);

        Writeaddr++;

        Str++;

    }

}

//Function:指定地址读出一串数据

//Description：向AT24C02读出一串数据

//Input:读地址,读数据,数据长度

//Output:无

//Return:无

//Others:无

void At24c02_Serial_Read(uchar Readaddr,uchar *Str,uchar Len)

{

    while(Len)

    {

        *Str++ = At24c02_Read_Byte(Readaddr++);

        Len--;

    }

}

stc51.h:

#ifndef _STC51_H

#define _STC51_H

#include

typedef unsigned char   uchar;

typedef unsigned int    uint;

#endif

主函数main.c:

#include 'iic.h'

#include 'at24c02.h'

#include 'stc51.h'

#include 'Lcd_4line.h'

#include 'key.h'

#include 'delay.h'

//要写入到24c02的字符串数组

const uchar TEXT_Buffer[]={'STC51'};

uchar TEXT_Buffer1[]={'00000'};//数组一定初始化

#define SIZE sizeof(TEXT_Buffer)

void main()

{

    uchar dat = 8;

    uchar Text = 6 + '0';

    uchar val;

    Lcd_1602_init();

    AT24C02_Init();

    while(1)

    {

        lcd_onestring(0,0,Text);

        At24c02_Write_Byte(10,dat);

        val = At24c02_Read_Byte(10);

        val = val + '0';

        lcd_onestring(1,0,val);

    lcd_string(0,7,5,TEXT_Buffer);

    At24c02_Serial_Write(10,TEXT_Buffer,5);

    At24c02_Serial_Read(10,TEXT_Buffer1,5);

    lcd_string(1,7,5,TEXT_Buffer1);

    }

}

4.实验现象

通过LCD1602显示写入和读出的数据，分别测试单字节和字符串