I2C總線的工作原理與應用

圖1 串行總線上的數據傳送順序

3.1 控制字節
? 在起始條件之后，必須是器件的控制字節，其中高四位為器件類型識別符（不同的芯片類型有不同的定義，EEPROM一般應為1010），接著三位為片選，最后一位為讀寫位，當為1時為讀操作，為0時為寫操作。如圖2所示。

圖2 控制字節配置

3.2 寫操作
? 寫操作分為字節寫和頁面寫兩種操作，對于頁面寫根據芯片的一次裝載的字節不同有所不同。關于頁面寫的地址、應答和數據傳送的時序參見圖3。??

圖3 頁面寫

3.3 讀操作
? 讀操作有三種基本操作：當前地址讀、隨機讀和順序讀。圖4給出的是順序讀的時序圖。應當注意的是：最后一個讀操作的第9個時鐘周期不是“不關心”。為了結束讀操作，主機必須在第9個周期間發出停止條件或者在第9個時鐘周期內保持SDA為高電平、然后發出停止條件。

圖4 順序讀

4? 實例：X24C04與MCS-51單片機軟硬件的實現
? X24C04是XICOR公司的CMOS 4096位串行EEPROM，內部組織成512×8位。16字節頁面寫。與MCS-51單片機接口如圖5所示。由于SDA是漏極開路輸出，且可以與任何數目的漏極開路或集電極 開路輸出“線或”（wire-Ored）連接。上拉電阻的選擇可參考X24C04的數據手冊。下面是通過I²C接口對X24C04進行單字節寫操作的例程。流程圖及源程序如下：??

圖5 X24C04與51單片機接口

；名稱：BSENT
；描述：寫字節
；功能：寫一個字節
；調用程序：無
；輸入參數：A
；輸出參數：無
BSEND: MOV R2,#08H ；1字節8位
SENDA: CLR P3.2??? ；
RLC A ???????????? ；左移一位
MOV P3.3,C???????? ；寫一位
SETB P3.2
DJNZ R2,SENDA????? ；寫完8個字節？
CLR P3.2?????????? ；應答信號
SETB P3.3
SETB P3.2
RET

圖6 流程圖

?5? 結束語
? 在I²C總線的應用中應注意的事項總結為以下幾點 :
? 1） 嚴格按照時序圖的要求進行操作，
? 2） 若與口線上帶內部上拉電阻的單片機接口連接，可以不外加上拉電阻。
? 3） 程序中為配合相應的傳輸速率，在對口線操作的指令后可用NOP指令加一定的延時。
? 4） 為了減少意外的干擾信號將EEPROM內的數據改寫可用外部寫保護引腳（如果有），或者在EEPROM內部沒有用的空間寫入標志字，每次上電時或復位時做一次檢測，判斷EEPROM是否被意外改寫。