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并口模拟I2C

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做完这个好久了,一直瞎忙活其他事情,没把工作心得写下来,每做一份工作,需要好好总结,这样才有进步.

这次的工作是用并口产生I2C协议,对EEPROM进行数据存储。下面先介绍下I2C总线协议,然后介绍怎么用并口产生I2C控制AT24C02芯片。

一 I2C总线原理

I2C(Inter-Integrated Circuit)总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式,具有接口线少,控制方式简单,器件封装形式小,通信速率较高等优点。

I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线,可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送,最高传送速率100kbps。各种被控制电路均并联在这条总线上,但就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作,所以每个电路和模块都有唯一的地址,在信息的传输过程中,I2C总线上并接的每一模块电路既是主控器(或被控器),又是发送器(或接收器),这取决于它所要完成的功能。CPU发出的控制信号分为地址码和控制量两部分,地址码用来选址,即接通需要控制的电路,确定控制的种类;控制量决定该调整的类别(如对比度、亮度等)及需要调整的量。这样,各控制电路虽然挂在同一条总线上,却彼此独立,互不相关。
I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号, 它们分别是:开始信号、结束信号和应答信号。
开始信号:SCL为高电平时,SDA由高电平向低电平跳变,开始传送数据。
结束信号:SCL为低电平时,SDA由低电平向高电平跳变,结束传送数据。
应答信号:接收数据的IC在接收到8bit数据后,向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲,表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后,等待受控单元发出一个应答信号,CPU接收到应答信号后,根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号,由判断为受控单元出现故障。

二 总线基本操作

I2C规程运用主/从双向通讯。器件发送数据到总线上,则定义为发送器,器件接收据

定义为接收器。主器件和从器件都可以工作于接收和发送状态。 总线必须由主器件(通常

为微控制器)控制,主器件产生串行时钟(SCL)控制总线的传输方向,并产生起始和停止

条件。SDA线上的数据状态仅在SCL为低电平的期间才能改变,SCL为高电平的期间,SDA

状态的改变被用来表示起始和停止条件。参见图1。

I2C 开始

图1 串行总线上的数据传送顺序


2.1
控制字节
在起始条件之后,必须是器件的控制字节,其中高四位为器件类型识别符(不同的芯片类型有不同的定义,EEPROM一般应为1010),接着三位为片选,最后一位为读写位,当为1时为读操作,为0时为写操作。如图2所示。

i2c 控制字节

图2 控制字节配置


2.2
写操作
写操作分为字节写和页面写两种操作,对于页面写根据芯片的一次装载的字节不同有所不同。关于页面写的地址、应答和数据传送的时序参见图3。

I2C 写

图3 页面写

2.3读操作
读操作有三种基本操作:当前地址读、随机读和顺序读。图4给出的是顺序读的时序图。应当注意的是:最后一个读操作的第9个时钟周期不是“不关心”。为了结束读操作,主机必须在第9个周期间发出停止条件或者在第9个时钟周期内保持SDA为高电平、然后发出停止条件。

i2c  读

图4 顺序读

在I2C总线的应用中应注意的事项总结为以下几点:
1) 严格按照时序图的要求进行操作,
2) 若与口线上带内部上拉电阻的单片机接口连接,可以不外加上拉电阻。
3) 程序中为配合相应的传输速率,在对口线操作的指令后可用NOP指令加一定的延时。
4) 为了减少意外的干扰信号将EEPROM内的数据改写可用外部写保护引脚(如果有),或者在EEPROM内部没有用的空间写入标志字,每次上电时或复位时做一次检测,判断EEPROM是否被意外改写。

接下简单介绍下并口,并行端口简称并口,它有3个端口:数据端口.状态端口.控制端口,常用的并口为lpt1,它的3个端口的地址分别为:378h.379h与37ah。

由于并口模拟I2C,就像单片机模拟I2C一样,直接拉高拉低即可模拟其时序,所以我们要用到的只是数据寄存器(基地址,lpt1=378h)它有8个数据位,从第2脚到第9脚,原理是它的输出是由高低电平体现的,暂且就当单片机的I/0口,但它只对外输出。最小输出是0,8个脚都是低电位(0电位)但要注意电脑开机初始化并口是最大值!!

所以我们控制了它的输出就控制它的电压,开发这种程序,选开发语言时,VB是最简单最快的不二选择:)下面是程序代码:

首先我们要WINIO.dll这个文件,还有WinIo.sys和WINIO.VXD,把他们和程序放一起
主要是用到winio.dll中的setportval()函数和getportval()函数,用法:
SetPortVal(地址, 数据, 字节);

如SetPortVal(378h, FAh, 1);

设置数据端口值为一字节为FA,此时并口数据端为11111010;

GetPortVal(地址, 数据, 字节);

同理这个是得到数据端口的值。

主要是以上2个函数的调用,下面就简单介绍下并口I2C怎么模拟。

开始

Sub I2C_start()

‘ 未使用的位设定为”1″, SCL为D1,SDA为D0;

Call SetPortVal(PORT1, CHDH, 1) ’11111111 ‘SCL=1, SDA=1 ’

Call delay

Call SetPortVal(PORT1, CHDL, 1) ’11111101 ‘SCL=1, SDA=0

Call delay

Call SetPortVal(PORT1, CLDL, 1) ’11110101 ‘SCL=0, SDA=0

Call delay

End Sub

停止

Sub I2C_stop()

‘ 未使用的位设定为”1″, SCL为D1,SDA为D0;

Call SetPortVal(PORT1, CLDL, 1) ’11110101 ‘SCL=0, SDA=0

Call delay

Call SetPortVal(PORT1, CHDL, 1) ’11111101 ‘SCL=1, SDA=0

Call delay

Call SetPortVal(PORT1, CHDH, 1) ’11111111 ‘SCL=1, SDA=1

Call delay

Call SetPortVal(PORT1, Set_High, 1)

End Sub

应答

Private Function I2C_ack() As Boolean

Dim RESULT As Boolean

Dim ack_data As Long

Dim ack_ans As Boolean

Dim Check_data%

‘ 未使用的位设定为”1″, SCL为D1,SDA为D0,输入为S4;

Call SetPortVal(PORT1, CLDH, 1) ’11110111 ‘SCL=0, SDA=1

Call delay

Call SetPortVal(PORT1, CHDH, 1) ’11111111 ‘SCL=1, SDA=1

Call delay

RESULT = GetPortVal(PORT2, ack_data, 1) ‘读取ack

Call SetPortVal(PORT1, CHDH, 1) ’11111111 ‘SCL=1, SDA=1

Call delay

Call SetPortVal(PORT1, CLDH, 1) ’11110111 ‘SCL=0, SDA=1

Call delay

Check_data = ack_data Or statebit ’1101 statebit=111X1111

If Check_data = statebit Then ‘ 0 or 1 = 1 / 0 or 0 = 0

ack_ans = True ‘ 读取位为0表示有应答

Else: ack_ans = False

End If

I2C_ack = ack_ans

End Function

写一字节

Private Function Send_Byte(send_data As String) As Boolean ‘写一个字节

Dim i As Integer

Dim bit_data As String

Dim send_bit As String

bit_data = Hex2bit(send_data)

For i = 1 To 8

send_bit = Mid(bit_data, i, 1)

If send_bit = 1 Then

Call I2C_write1

Else: Call I2C_write0

End If

Next i

Send_Byte = I2C_ack

End Function

读一字节

Private Function Read_Byte() As Integer ‘读一个字节

Dim i As Integer

Dim read_bit As Integer

Dim temp_data As Integer

temp_data = 0

For i = 1 To 8

read_bit = I2C_readbit()

temp_data = temp_data + read_bit * 2 ^ (8 – i)

Next i

Read_Byte = temp_data

End Function

最终界面显示

5

增加对WP脚的控制,附加一个十六进制转二进制测试功能。

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