第11章I2C總線11.1I2C總線概述11.2I2C總線協(xié)議11.3

I2C總線信號的模擬11.424C02器件11.5實踐訓(xùn)練—I2C總線使用11.6思考與練習(xí)本章要點I2C總線(Inter-IntegratedCircuit)是PHILIPS公司80年代推出的芯片間串行傳輸總線，只利用2根線(SDA數(shù)據(jù)線、SCL時鐘線)即可實現(xiàn)完善的全雙工同步數(shù)據(jù)傳輸。I2C總線能夠方便地構(gòu)成多機系統(tǒng)和外圍器件擴展系統(tǒng)見圖11-1所示。I2C器件無需片選信號，是否選中是由主器件發(fā)出的I2C從器件地址編號決定，而I2C器件的從地址是由I2C總線委員會實行統(tǒng)一發(fā)配。在器件之間進行數(shù)據(jù)傳送時，數(shù)據(jù)傳送速率最高可達400KBS，所以I2C總線系統(tǒng)通常用于控制而無需高速傳送數(shù)據(jù)的應(yīng)用場合。I2C總線最主要的優(yōu)點是其簡單性和有效性。由于接口直接在組件之上，因此I2C總線占用的空間非常小，減少了電路板的空間和芯片管腳的數(shù)量，降低了互聯(lián)成本。I2C總線系統(tǒng)本章要點本章要點：I2C總線的特性和工作原理24C02讀寫操作I2C總線的信號模擬I2C總線的驅(qū)動程序設(shè)計CONTNTS11.1I2C總線概述11.1I2C總線概述01I2C總線（InterICBus）由PHILIPS公司推出，是近年來微電子通信控制領(lǐng)域廣泛采用的一種新型總線標準，它是同步通信的一種特殊形式，具有接口線少、控制簡單、器件封裝形式小、通信速率較高等優(yōu)點。在主從通信中，可以有多個I2C總線器件同時接到I2C總線上，所有與I2C兼容的器件都具有標準的接口，通過地址來識別通信對象，使它們可以經(jīng)由I2C總線互相直接通信。11.1I2C總線概述0111.1.1I2C總線的特性I2C總線由數(shù)據(jù)線SDA和時鐘線SCL兩條線構(gòu)成通信線路，既可發(fā)送數(shù)據(jù)，也可接收數(shù)據(jù)。在CPU與被控IC之間、IC與IC之間都可進行雙向傳送，最高傳送速率為400kbps，各種被控器件均并聯(lián)在總線上，但每個器件都有唯一的地址。在信息傳輸過程中，I2C總線上并聯(lián)的每一個器件既是被控器件（或主控器），又是發(fā)送器（或接收器），這取決于它所要完成的功能。CPU發(fā)出的控制信號分為地址碼和數(shù)據(jù)碼兩部分：地址碼用來選址，即接通需要控制的電路；數(shù)據(jù)碼是通信的內(nèi)容，這樣各IC控制電路雖然掛在同一條總線上，卻彼此獨立。

與總線相連的每個器件都對應(yīng)一個特定的地址，采用軟件尋址方式，每個器件在整個通信過程中都是單一的主控器/從控器身份，主控器可用作主控發(fā)送器或主控接收器。I2C是一種真正的多主總線，含有錯誤檢測和總線仲裁功能，以防止2個或更多主控器同時啟動數(shù)據(jù)傳輸而產(chǎn)生數(shù)據(jù)混亂。I2C總線可雙向傳輸8位串行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送速率有標準I2C模式下的100Kbit/s和快速模式下的400Kbit/s以及高速模式可高達3.4Mbit/s，并可濾除50ns數(shù)據(jù)線上的尖峰脈沖，以保持數(shù)據(jù)的完整性。連接到同一總線上的IC數(shù)目有限，整個I2C系統(tǒng)的總線電容不可超過400PF。11.1I2C總線概述0111.1.2I2C總線工作原理I2C總線是由SCL(串行時鐘)和SDA(串行數(shù)據(jù))兩根總線構(gòu)成，該總線有嚴格的時序要求：總線工作時，由串行時鐘線SCL傳送時鐘脈沖，由串行數(shù)據(jù)線SDA傳送數(shù)據(jù)。總線協(xié)議規(guī)定：各主節(jié)點進行通信時都要有起始、結(jié)束、發(fā)送數(shù)據(jù)和應(yīng)答信號。這些信號都是通信過程中的基本單元?？偩€傳送的每1幀數(shù)據(jù)均是1個字節(jié)，每當(dāng)發(fā)送完1個字節(jié)后，接收節(jié)點就相應(yīng)給一應(yīng)答信號。協(xié)議還規(guī)定：在啟動總線后的第1個字節(jié)的高7位是對從節(jié)點的尋址地址，第8位為方向位

(=0表示主節(jié)點對從節(jié)點的寫操作；

=1表示主節(jié)點對從節(jié)點的讀操作)，其余的字節(jié)為操作數(shù)據(jù)。11.1I2C總線概述01圖11-2為I2C總線基本信號的時序。圖中包括起始信號、停止信號、應(yīng)答信號、非應(yīng)答信號以及傳輸數(shù)據(jù)"0"和數(shù)據(jù)"1"的時序。起始信號是在SCL線為高電平時，SDA線從高變化到低；停止信號是在SCL線為高電平時，SDA線從低變化到高；應(yīng)答信號是在SCL為高時SDA為低；非應(yīng)答信號相反，是在SCL為高時SDA為高。傳輸數(shù)據(jù)“0”和數(shù)據(jù)“1”與發(fā)送應(yīng)答位和非應(yīng)答位時序圖是相同的。1.開始條件和結(jié)束條件

僅當(dāng)總線空閑(SCL和SDA均為高電平)時，數(shù)據(jù)傳送才能開始。此時總線上的任何器件均可以控制總線。當(dāng)SCL為高電平時，SDA由高變到低為開始條件，當(dāng)SCL為高電平時，SDA由低變到高為結(jié)束條件。11.1I2C總線概述012.器件尋址I2C總線上可以掛載多個器件，主器件通過發(fā)送一個起始信號啟動發(fā)送過程，數(shù)據(jù)發(fā)送時序見圖11-3所示。從器件啟動后發(fā)送它所要尋址的從器件的編號8位地址，從器件地址格式如下表。器件編號地址的高4位固定為1010，低4位由A2、A1、A0和

位組成，A2、A1、A0用來定義器件編號；

位

為1，表示要對器件進行讀操作；位

為0表示寫操作。11.1I2C總線概述013.數(shù)據(jù)傳輸在數(shù)據(jù)傳送過程中，SCL為高電平時，SDA必須是一穩(wěn)定的高或低電平，此時數(shù)據(jù)有效。SDA線的改變只能發(fā)生在SCL為低電平。4.傳輸應(yīng)答所有數(shù)據(jù)都是按字節(jié)發(fā)送的，每次發(fā)送的字節(jié)數(shù)不限，但每發(fā)完每一個字節(jié)要釋放SDA線(呈高電平)，然后由接收器下拉SDA線(呈低電平)產(chǎn)生應(yīng)答位，表示傳輸成功，此時主控器必須產(chǎn)生一個與此位相應(yīng)的額外時鐘脈沖。I2C總線數(shù)據(jù)傳送時，每成功地傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)后接收器都必須產(chǎn)生一個應(yīng)答信號，應(yīng)答的器件在第9個時鐘周期時將SDA線拉低，表示其已收到一個8位數(shù)，24C04在接收到起始信號和從器件地址之后響應(yīng)一個應(yīng)答信號，如果器件已選擇了寫操作，則在每接收一個8位字節(jié)之后響應(yīng)一個應(yīng)答信號。當(dāng)24C04工作于讀模式時，在發(fā)送一個8位數(shù)據(jù)后釋放SDA線，并監(jiān)視一個應(yīng)答信號，一旦接收到應(yīng)答信號24C04繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，如果單片機沒有發(fā)送應(yīng)答信號，器件停止傳送數(shù)據(jù)且等待一個停止信號。應(yīng)答時序如圖11-4所示。11.1I2C總線概述0111.1I2C總線概述0111.1.3I2C總線硬件結(jié)構(gòu)圖圖11-5為I2C總線系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖，其中，SCL是時鐘線，SDA是數(shù)據(jù)線?？偩€上各器件都采用漏極開路結(jié)構(gòu)與總線相連，因此SCL和SDA均需接上拉電阻，總線在空閑狀態(tài)下均保持高電平，連到總線上任一器件輸出的低電平，都將使總線的信號變低，即各器件的SDA及SCL都是線“與”關(guān)系。I2C總線支持多主和主從兩種工作方式，通常為主從工作方式。在主從工作方式中，系統(tǒng)中只有一個主器件（單片機），其他器件都是具有I2C總線的外圍從器件。在主從工作方式中，主器件啟動數(shù)據(jù)的發(fā)送（發(fā)出啟動信號），產(chǎn)生時鐘信號，發(fā)出停止信號。CONTNTS11.2

I2C總線協(xié)議11.2I2C總線協(xié)議02圖11-6為I2C總線上進行一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ鸥袷健?1.2I2C總線協(xié)議021.總線上數(shù)據(jù)的有效性

在I2C總線上進行數(shù)據(jù)傳送時，每一位數(shù)據(jù)位都與時鐘脈沖相對應(yīng)，在時鐘信號為高電平期間，數(shù)據(jù)線上必須保持穩(wěn)定的邏輯電平狀態(tài)，高電平表示數(shù)據(jù)1，低電平表示數(shù)據(jù)0。只有在時鐘線為低電平時，才允許數(shù)據(jù)線的電平發(fā)生變化。2.起始信號

當(dāng)SCL為高時，SDA由高電平到低電平的跳變作為I2C總線的起始信號。起始信號表明一次數(shù)據(jù)傳送的開始。在起始信號產(chǎn)生后，總線就處于被占用狀態(tài)。3.停止信號

當(dāng)SCL為高時，SDA從低電平到高電平的跳變作為I2C總線的停止信號。在終止信號產(chǎn)后一定時間后，總線就處于空閉狀態(tài)。11.2I2C總線協(xié)議024.應(yīng)答信號I2C總線數(shù)據(jù)傳送時，每次傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)后，接收器都必須產(chǎn)生一個應(yīng)答信號，應(yīng)答的器件在第9個時鐘周期時將SDA線拉低，表示其已收到一個8位數(shù)據(jù)。利用I2C總線進行數(shù)據(jù)傳送時，傳送的字節(jié)數(shù)是沒有限制的，但是每一個字節(jié)必須保證是8位長度，并且首先發(fā)送數(shù)據(jù)的最高位，每傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)后都必須跟隨一位應(yīng)答信號，與應(yīng)答信號相應(yīng)的時鐘由主機產(chǎn)生，主機必須在這一時鐘位上釋放數(shù)據(jù)線，使其處于高電平狀態(tài)，以便從機在這一位上送出應(yīng)答信號。應(yīng)答信號在第9個時鐘位上出現(xiàn)，從機輸出低電平變應(yīng)答信號（A），表示繼續(xù)接收，若從機輸出高電平則為非應(yīng)答信號（/A），表示結(jié)束接收。如果主機接收數(shù)據(jù)時，它收到最后一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，必須向從機發(fā)送一個非應(yīng)答信號（/A），使從機釋放SDA線，以便主機產(chǎn)生終止信號，從而停止數(shù)據(jù)傳送。11.2I2C總線協(xié)議025.器件地址I2C總線上的每一個從機均有一個唯一的地址，每次主機發(fā)出起始信號后，必須接著發(fā)出一個字節(jié)的地址信息，以選取掛在總線上的某一從機。地址信息的格式如下：其中D7-D0位表示從機的地址，D0位是數(shù)據(jù)傳送方向，為0時，表示主機向從機發(fā)送數(shù)據(jù)（寫），為1時，表示主機由從機處讀取數(shù)據(jù)。主機發(fā)送地址時，總線上的每一個從機都將這7位地址碼與自已的器件地址進行比較，如果相同則認為自已正被主機尋址，根據(jù)讀寫位將自已確定為發(fā)送器或接收器。從機的地址由一個固定部分和一個可編程部分組成。固定部分為器件的編號地址，表明了器件的類型，出廠時固定的?？删幊滩糠譃槠骷囊_地址，視硬件接線而定。11.2I2C總線協(xié)議02例如24C02的地址格式如下：其中高四位1010為器件標識類型。A2~A0：引腳地址，對應(yīng)于該芯片引腳A2~A0的取值，當(dāng)A2-A0引腳均接低電平時，該器件的地址為A0H或A1H，如果為A0H表示寫數(shù)據(jù)到該器件，A1H表示從該器件讀數(shù)據(jù)。說明：從機地址只表明選擇掛在總線的哪一個器件及傳送方向，而器件內(nèi)部的地址是由編程者傳送的第一數(shù)據(jù)中指定的，即第一個數(shù)據(jù)為器件內(nèi)的子地址。11.2I2C總線協(xié)議026.I2C總線數(shù)據(jù)傳送的時序要求為了保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性，標準的I2C總線數(shù)據(jù)傳送有著嚴格的時序要求，用普通I/O線模擬I2C總線數(shù)據(jù)傳送時，必須遵從定時規(guī)范，圖11-7給出了啟動、停止、應(yīng)答信號、非應(yīng)答信號的時序規(guī)范。CONTNTS11.3

I2C總線信號的模擬11.3I2C總線信號的模擬02實際應(yīng)用中，多數(shù)單片機系統(tǒng)使用的是單主結(jié)構(gòu)形式，即掛在總線上的設(shè)備只有一個主機，其它設(shè)備均是從機。在這種方式下，I2C總線數(shù)據(jù)的傳輸比較簡單，沒有總線的競爭，只存在單片機對I2C總線器件的讀（單片機接收）、寫（單片機發(fā)送）操作。此時我們可以使用不帶I2C總線接口的單片機，如8051作為主機，利用這些單片機的普通I/O口完全可以實現(xiàn)主機對I2C總線器件的讀寫操作。采用的方法就是利用軟件實現(xiàn)I2C總線的數(shù)據(jù)傳送，即軟件與硬件結(jié)合的信號模擬。在總線的一次數(shù)據(jù)傳送過程中，可以有以下幾種組合方式：主機向從機發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送方向在整個傳送過程中不變。主機在第一個字節(jié)后立即從從機讀數(shù)據(jù)。在傳送過程中，當(dāng)需要改變傳送方向時，需將起始信號和從機地址各重復(fù)產(chǎn)生一次，而兩次讀/寫方向位正好相反。11.3I2C總線信號的模擬02為了保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性，標準I2C總線的數(shù)據(jù)傳送有嚴格的時序要求。I2C總線的起始信號、終止信號、應(yīng)答或發(fā)送“0”、非應(yīng)答或發(fā)送“1”的模擬時序如圖11-8所示。單片機在模擬I2C總線通信時，需寫出如下幾個關(guān)鍵部分的程序：總線初始化、啟動信號、應(yīng)答信號、停止信號、寫一個字節(jié)、讀一個字節(jié)等。11.3I2C總線信號的模擬021.總線初始化

將總線都拉高以釋放總線。2.啟動總線函數(shù)

函數(shù)原型：voidstart();功能：啟動I2C總線，即發(fā)送起始信號。11.3I2C總線信號的模擬023.結(jié)束總線函數(shù)

函數(shù)原型：voidstop();功能：結(jié)束I2C總線，即發(fā)送I2C結(jié)束信號。11.3I2C總線信號的模擬024.發(fā)送應(yīng)答位函數(shù)函數(shù)原型：voidack_I2C(void);功能：向從器件發(fā)送應(yīng)答信號。5.發(fā)送非應(yīng)答位函數(shù)函數(shù)原型：voidnack_I2C(void);功能：向從器件發(fā)送非應(yīng)答信號。I2C總線數(shù)據(jù)模擬傳送除了上述基本的啟動、停止、發(fā)送應(yīng)答位、發(fā)送非應(yīng)答位之外，還需要發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)、接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)、發(fā)送n個字節(jié)數(shù)據(jù)、接收n個字節(jié)數(shù)據(jù)的函數(shù)。11.3I2C總線信號的模擬026.向I2C總線發(fā)送一個字節(jié)函數(shù)原型：voidsendbyte(ucharc);功能：將數(shù)據(jù)c發(fā)送出去，c可以是從器件地址或器件的子地址，也可以是數(shù)據(jù)，發(fā)完后等待應(yīng)答，如果沒有應(yīng)答，ack_mk=0，表示發(fā)送失敗，否則ack_mk=1，發(fā)送成功。11.3I2C總線信號的模擬027.從I2C總線接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)的函數(shù)函數(shù)原型：ucharrcvbyte();功能：從I2C總線接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)。11.3I2C總線信號的模擬028.向無子地址器件發(fā)送字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)

函數(shù)原型：bitI2C_SendByte(ucharsla,ucahrc);功能：該函數(shù)與sendbyte()不同，它包含了從啟動總線、發(fā)送從器件地址、數(shù)據(jù)到結(jié)束總線的全過程，如果返回1表示操作成功，否則操作有錯。SDA上數(shù)據(jù)的格式如下所示：其中：start：起始信號；sla：器件地址（寫）；c：要寫入器件的數(shù)據(jù)；ack：器件應(yīng)答信號；stop：停止信號；注：start、sla、c、stop表示數(shù)據(jù)由主機向從器件傳送，ack表示數(shù)據(jù)由從器件向主機傳送。11.3I2C總線信號的模擬029.向無子地址器件讀字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)函數(shù)原型：bitI2C_rcvbyte(ucharsla,uchar*c);功能：該函數(shù)與rcvbyte（）不同，它包含了從啟動總線、發(fā)送從器件地址、讀數(shù)據(jù)到結(jié)束總線的全過程。如果返回1表示操作成功，否則操作有錯。SDA上相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式如下所示：其中：sla：從器件地址c：指向讀到的數(shù)據(jù)sla+1：從器件地址（讀）；*c：讀到的數(shù)據(jù).nack：非應(yīng)答信號。11.3I2C總線信號的模擬0210.向有子地址器件發(fā)送多字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)

函數(shù)原型：bitI2C_sendstr(ucharsla,ucharsuba,ucahr*s,ucharn);功能：該函數(shù)包含了從啟動總線到發(fā)送器件地址、器件子地址、數(shù)據(jù)、結(jié)束總線的全過程。如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。SDA上相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式如下所示：其中：sla：從器件地址(寫)suba：子地址。s：指向要發(fā)送數(shù)據(jù)。n：要發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。11.3I2C總線信號的模擬0211.向有子地址器件讀取多字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)

函數(shù)原型：bitI2C_rcvstr(ucharsla,ucharsuba,uchar*s,ucharno)；功能：該函數(shù)包含了從啟動總線到發(fā)送地址，子地址,讀數(shù)據(jù)，結(jié)束總線的全過程。如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。SDA上相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式如下所示：其中：sla：從器件地址suba：器件子地址。s:：讀出的內(nèi)容放在s指向的存儲區(qū)。n：讀取的字節(jié)數(shù)。

說明：主機首先通過發(fā)送起始信號、從器件地址sla和它想讀取的字節(jié)數(shù)據(jù)所在地址suba（器件子地址），執(zhí)行一個偽寫操作，在從器件應(yīng)答之后，主器件重新發(fā)送起始信號和從器件地址Sla+1，此時R/W位置1，從器件響應(yīng)并發(fā)送應(yīng)答信號后，輸出所要求的一個字節(jié)數(shù)據(jù)DATA1，主器件隨后發(fā)送應(yīng)答信號ACK，以后從器件每輸出一個字節(jié)數(shù)據(jù)，主機均回送ACK應(yīng)合，當(dāng)從器件輸出最后字節(jié)數(shù)據(jù)DATAn后，主機回送非應(yīng)答信號，接著發(fā)送停止信號結(jié)束總線傳送。11.3I2C總線信號的模擬02

CONTNTS11.4

24C02器件11.424C02器件03串行E2PROM是在各種串行器件應(yīng)用中使用較頻繁的器件，和并行E2PROM相比，串行E2PROM的數(shù)據(jù)傳送的速度較低，但是其體積較小，容量小，所含的引腳也較少。所以，它特別適合于需要存放非揮發(fā)數(shù)據(jù)，要求速度不高，引腳少的單片機的應(yīng)用。24CXX系列的E2PROM有10種型號，其中典型的型號有24C01/02/04/08/16等5種，它們的存儲容量分別是128/256/512/1024/2048字節(jié)。24CXX系列的E2PROM支持I2C總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議，通過器件地址輸入端A0、A1、A2可以將最多8個24C01/24/C02器件，4個24C04器件，2個24C08器件，1個24C16器件連接到總線上。這里我們就24C02進行分析，其它型號與此類似。24C01/24c02是一個1K/2K/4K/8K/16K位串行CMOSE2PROM，內(nèi)部含有128/256/512/1024/2048個8位字節(jié)，CATALYST公司的先進CMOS技術(shù)實質(zhì)上減少了器件的功耗。CAT24WC01有一個8字節(jié)頁寫緩沖器。24C01/24C02有一個16字節(jié)頁寫緩沖器。該器件通過I2C總線接口進行操作有一個專門的寫保護功能。11.424C02器件031.引腳的功能24C02器件的引腳圖及封裝外形如圖11-9。其中：Vcc：電源+5V。Vss：地線。SCL：串行時鐘輸入端。用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘。SDA：串行數(shù)據(jù)I/O端，用于輸入和輸出串行數(shù)據(jù)。這個引腳是漏極開路的端口，可與其它開漏輸出或集電極開路輸出組成“線或”結(jié)構(gòu)。通常需要用外部上拉電阻將其電平拉高。A0、A1、A2：器件地址輸入端，用于多個器件級聯(lián)時設(shè)置器件地址，當(dāng)這些腳懸空時默認值為0，對于24C02時最大可級聯(lián)8個器件，如果只有一個24C02被總線尋址，這三個地址輸入腳A0A1A2可懸空或連接到GND。WP：寫保護端。這個端提供了硬件數(shù)據(jù)保護。當(dāng)把WP接地時，允許芯片執(zhí)行一般讀寫操作；當(dāng)把WP接VCC時，則對芯片實施寫保護11.424C02器件032.

8051單片機與24C02的連接8051單片機與24C02的連接，其中P1.0作為24C02的數(shù)據(jù)線SDA，P1.1作為24C02的時鐘線SCL，兩條線均接10K的上接電阻，24C02的器件標識地址為1010，由于系統(tǒng)中只有一片24C02，所以直接將器件地址輸入端A2、A1、A0接地處理，這樣24C02在系統(tǒng)中的器件地址SLAW=0xA0，SLAR=0xA1。由于8051需對24C02進行寫操作，所以應(yīng)把WP腳接地電平，即允許寫操作。3.8051對24C02的讀寫程序讀寫程序是以前面所介紹的函數(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計的，24C02的內(nèi)部有連續(xù)的子地址空間，對這些空間進行n個字節(jié)的連續(xù)讀/寫時，都具有地址自動加1功能。只要設(shè)定好要讀/寫的器件內(nèi)起始子地址及字節(jié)數(shù)，就能完成整個操作。注意：對于24C02連續(xù)寫的字節(jié)數(shù)不應(yīng)超過頁容量16，一次連續(xù)寫所形成的總線傳送結(jié)束后（主機發(fā)出停止信號后），24C02執(zhí)行內(nèi)部擦寫過程，大約需要10ms左右，24C02不再應(yīng)答主器件的任何請求。24C02內(nèi)有一個8位的地址計數(shù)器，連續(xù)讀操作時，24C02每次輸出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，地址計數(shù)器自動加1，當(dāng)?shù)刂酚嫈?shù)器加到255，并輸出一個字節(jié)數(shù)據(jù)后，地址計數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到0，并繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)字節(jié)，這樣整個存儲區(qū)域可以在一個讀操作內(nèi)全部讀完。11.424C02器件0311.424C02器件034.24C02器件的選用無論是智能儀器儀表還是單片機工業(yè)控制系統(tǒng)都要求其數(shù)據(jù)能夠安全可靠而不受干擾，特別是一些重要的設(shè)定參數(shù)（如溫度控制設(shè)定值）受到干擾后變成一個很大的數(shù)字，那么就有可能發(fā)生燒箱毀物的破壞性后果，給生產(chǎn)和經(jīng)濟帶來損失，因此必須選用可靠的24C02器件作為數(shù)據(jù)儲存單元。對于只用一片24C02器件的系統(tǒng)，因為不需要分辨不同的地址，只要WP保護功能正常就可以了，這只要斷開WP與CPU連線且保持高電平，再試一下系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀寫功能是否正常就可以了。而這一點對軟件抗干擾技術(shù)也是至關(guān)重要的。一般來說，同種牌號的24C02器件性能是一樣的，可以采用抽樣試驗決定取舍；對于有2片24C02以上的系統(tǒng)，必須嚴格檢查其器件尋址功能，這可以輪流撥下其中一片24C02器件，檢查相應(yīng)的數(shù)據(jù)存取功能，若沒有交叉出錯現(xiàn)象則可以選用。11.424C02器件035.提高24C02數(shù)據(jù)安全的軟件措施（1）建議數(shù)據(jù)以十進制BCD碼方式存入24C02，這樣可以提高有效數(shù)據(jù)的冗余度，即24C02中的存儲單元其有效數(shù)據(jù)為0-9，大于9則為無效數(shù)據(jù)。這樣，在數(shù)據(jù)寫入24C02之前就可以插入校驗子程序，對預(yù)備寫入的數(shù)據(jù)進行檢查，若該RAM數(shù)據(jù)已經(jīng)受到干擾，其值大多數(shù)應(yīng)落在大于9的范圍內(nèi)（可能性百分比系數(shù)為246/256），故此當(dāng)數(shù)據(jù)大于9時就禁止執(zhí)行寫入24C02的子程序，以免錯誤數(shù)據(jù)寫入24C02，而對正常需要修改的參數(shù)無影響。（2）24C02中數(shù)據(jù)保持冗余度后，還可以對讀出數(shù)據(jù)進行檢查，若為大于9的非正常數(shù)據(jù)，說明24C02中數(shù)據(jù)已經(jīng)受到干擾，此干擾值是絕對不能用的，對于特定的系統(tǒng)可以采取不同的方法，比如溫度控制系統(tǒng)，如其溫控范圍為0～50℃，則數(shù)據(jù)出錯后，讀入值可能變成200℃或更高值，這是非常危險的，針對這種情況可以將設(shè)定值硬性規(guī)定為某一個安全值比如25℃。（3）對寫入24C02子程序設(shè)置軟件口令，口令符合可以執(zhí)行寫入，否則拒絕寫入。具體做法是：設(shè)置寫口令寄存器EPSW，按正常CPU執(zhí)行程序的脈絡(luò)，找出所有的數(shù)據(jù)寫入24C02前的必經(jīng)之路，比如，一般下在功能鍵按下后經(jīng)過一些數(shù)據(jù)處理，最終將要保存的參數(shù)寫入24C02，這時可以在鍵掃描子程序里，當(dāng)有鍵輸入時，對寫口令寄存器EPSW置數(shù)5AH，然后在寫24C02子程序中插入檢查口令語句，判斷EPSW值若為5AH，則允許繼續(xù)執(zhí)行，否則立即返回，不許執(zhí)行寫入數(shù)據(jù)。當(dāng)正確執(zhí)行完寫入24C02子程序后需對EPSW清0，并且在主程序適當(dāng)?shù)牡胤郊由螮PSW清0指令，反復(fù)冗余執(zhí)行。這樣程序受到干擾時，EPSW多數(shù)為0，即使EPSW數(shù)受到干擾時，也很少有機會剛好等于5AH，使錯誤數(shù)據(jù)非正常寫入24C02的機會大大減少。11.424C02器件036.保護24C02數(shù)據(jù)的硬件措施抗干擾硬件連接典型電路如圖11-10所示。在某些干擾特別嚴重的場合，24C02數(shù)據(jù)還是有可能被沖掉，最徹底的方法是利用硬件來干預(yù)寫入數(shù)據(jù)過程。一般情況下，是將WP引腳與CPU引腳斷開，而與功能鍵連接起來，功能鍵沒按下時，WP保持高電平，只有功能鍵按下時，WP才是低電平，允許寫操作。當(dāng)然，這樣一來對于某些過程量需要程控存入24C02時就辦不到了，這也是利用功能鍵同步保護24C02數(shù)據(jù)的一種不方便之處。如果寫入24C02的數(shù)據(jù)跟2個按鍵有關(guān)，則可以用二極管隔離，采用如圖11-11的形式。這樣兩鍵本身互不影響，而任一鍵按下都能使WP變低，使數(shù)據(jù)寫入操作有效，對于多鍵關(guān)聯(lián)，依此類推多放幾個二極管隔離就可以了。11.424C02器件03【例11-1】以24C02為從器件，單片機為主器件，完成I2C總線程序設(shè)計，其中P2.6連接24C02的SCL端，P2.7連接SDA端。11.424C02器件0311.424C02器件0311.424C02器件03CONTNTS11.5實踐訓(xùn)練—I2C總線使用11.5實踐訓(xùn)練—I2C總線使用0411.5.1I2C總線應(yīng)用概述I2C(Inter－IntegratedCi