單片機學習之二十：E2PROM芯片24C02的讀寫程序
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一、實驗目的：
給24C02的內部RAM寫入一組數據，數據從24C02內部RAM的01h開始存放。然后再把這組數據讀出來，檢驗寫入和讀出是否正確。
在這里我們給24C02中寫入0、1、2的段碼，然后把它讀出來，送到數碼管顯示。
二、理論知識準備：
上面兩個實驗主要學習的是利用單片機的串口進行通訊，本實驗要介紹的是基于I2C總線的串行通訊方法，下面我們先介紹一下I2C總線的相關理論知識。
（一）、I2C總線概念
I
（二）、I2C總線結構
I
一個典型的I2C總線應用系統的組成結構如下圖所示（假設圖中的微控制器、LCD驅動、E2PROM、ADC各器件都是具有I2C總線接口的器件）：
|
我們知道單片機串行通訊的發送和接收一般都各用一條線TXD和RXD，而I2C總線的數據線既可以發送也可以接受，工作方式可以通過軟件設置。所以，I2C總線結構的硬件結構非常簡潔。
當某器件向總線上發送信息時，它就是發送器，而當其從總線上接收信息時，又成為接收器。
（三）、I
下面我們看看I2C總線是如何進行數據傳送的。我們知道，在一根數據線上傳送數據時必須一位一位的進行，所以我們首先研究位傳送。
1、位傳輸
I
那么是不是所有I2C總線中的信號都必須符合上述的有效性呢？只有兩個例外，就是開始和停止信號。
開始信號：當SCL為高電平時，SDA發生從高到低的跳變，就定義為開始信號。
停止信號：當SCL為高電平時，SDA發生從低到高的跳變，就定義為結束信號。
開始和結束信號的時序圖如下圖所示：
2、數據傳輸的字節格式
SDA傳送數據是以字節為單位進行的。每個字節必須是8位，但是傳輸的字節數量不受限制，首先傳送的是數據的最高位。每次傳送一個字節完畢，必須接收到從機發出的一個應答位，才能開始下一個字節的傳輸。如果沒有接受到應答位，主機則產生一個停止條件結束本次的傳送。那么從機應該發出什么信號算是產生了應答呢？這個過程是這樣的。當主器件傳送一個字節后，在第9個SCL時鐘內置高SDA線，而從器件的響應信號將SDA拉低，從而給出一個應答位。
好啦，了解了I2C傳輸數據的格式，現在來研究雙方傳送的協議問題。
3、 I
I
（1）、主器件發出開始信號
（2）、主器件發出第一個字節，用來選通相應的從器件。其中前7位為地址碼，第8位為方向位(R/W)。方向位為“0”表示發送，方向位為“1”表示接受。
（3）、從機產生應答信號，進入下一個傳送周期，如果從器件沒有給出應答信號，此時主器件產生一個結束信號使得傳送結束，傳送數據無效。
（4）、接下來主、從器件正式進行數據的傳送，這時在I2C總線上每次傳送的數據字節數不限，但每一個字節必須為8位（傳送的時候先送高位，再送低位）。當一個字節傳送完畢時，再發送一個應答位（第9位），如上一條所述，這樣每次傳送一個字節都需要9個時鐘脈沖。數據的傳送過程如下圖所示：
（四）、
AT
我們對引腳的功能作一個簡單的解釋：
VCC，GND：電源、地引腳
A
SCLK、SDA：通信引腳
WP：寫保護引腳
從上面的電路連接知：A2A1A0=000，可見如果要對24C02進行寫操作，尋址字節是1010 000 0；如果對24C02進行讀操作，尋址字節是1010 000 1。用單片機的P1.6腳作為串行時鐘線，用P1.7腳作串行數據線。
（五）、程序分析
寫過程：
（1）、主機首先發出開始信號
（2）、發出寫24C02的尋址字節1010 000 0，即0A0H
（3）、發數據寫入24C02的地址，本例中為01H
（4）、往24C02中寫入數據，這里是3個字節，分別為48h，0ebh，52h。
（5）、寫完畢發出停止信號
讀過程：
（1）、主機發出start信號
（2）、發寫24C02的尋址字節1010 000 0
（大家可能要問：我們是讀數據，為什么要發寫信號呢？這是因為你首先要送出一個信號，說明從24C02中的哪個地址讀取數據。）
（3）、發要讀取的數據在24C02中的地址，即01h
（4）、主機發start信號
（5）、發讀24C02的尋址字節1010 000 1
（5）、從24 C02中讀取數據
（6）、讀取完畢發出停止信號
在這個程序中，我們把開始信號，結束信號、寫一個字節數據、讀一個字節數據都編制成為通用的子程序，便于在程序中隨時調用。發送和接受應答位的過程放到子程序中，這樣可以使得程序結構簡化。具體的程序如下所示，希望大家認真理解。
三、實驗程序
Org 0000h
I2cdata equ 30h ;發送數據緩沖區的首址
2402data equ 01h ;接受緩沖區首址
numdata equ 03h ;傳送的字節數，傳送3個字節
Sda bit p1.7
Scl bit p1.6
Ajmp main
Main: Lcall init ;初始化給30h，31h，32h中存入0，1，2的段碼
Mainwr: Lcall start ;啟動
Mov r7,#
Lcall send ;發送寫
Mov r7,#2402data
Lcall send ;發送數據存入
Mov r5,#Numdata ;欲發送的字節數
Mov r0,#i2cdata ;發送緩沖區的首址
wrloop: Mov a,@r0
Mov r7,a
Inc r0
Lcall send
Djnz r5, wrloop ;把3個字節的數據發送出去
lcall stop ;停止
lcall d1s
mov r5,#Numdata ; 要讀取的字節數重新賦值
Mainre: lcall start ;啟動
Mov r7,#
Lcall send ;發送寫
Mov r7,#2402data
Lcall send ;發接受緩沖區首址
Lcall start ; 再次啟動
Mov r7,#
Lcall send ;發送讀
Reloop: Lcall read ;調用讀取一個字節數據的子程序
mov p0,r7 ;把讀進來的數送到p0口顯示
lcall d1s
lcall d1s
Djnz r5,reloop
Lcall stop ;3字節讀取完畢發出停止信號
Ajmp $
init: mov p2,#0ffh ;初始化，30h、31h、32h中存入0、1、2的段碼
mov 30h,#48h
mov 31h,#0ebh
mov 32h,#52h
ret
start: setb sda ;啟動信號子程序，大家可以參考開始信號的時序圖
setb scl
lcall d5u
clr sda
lcall d5u
clr scl
ret
stop: clr sda ;停止信號子程序
setb scl
lcall d5u
setb sda
lcall d5u
clr sda
clr scl
ret
;send是發送一個字節子程序
send: mov r6,#08h
mov a,r7 ;要發送的數在r7中
sendlop1 : rlc a ;左環移，把A的最高位移入cy
mov sda,c ;把cy的值通過sda發送出去
setb scl ;在scl上產生一個時鐘
lcall d5u
clr scl
djnz r6, sendlop1 ;重復8次，發送一個字節
;cack是檢查應答信號的子程序
cack: setb sda ;主機首先拉高sda
setb scl ;發出一個時鐘
lcall d5u
sendlop2:mov c,sda ;讀入sda的狀態，如果是0表示接受到了應答
jc sendlop2
clr scl ;接受到應答位，結束時鐘
ret
read: mov r6,#08h ;讀取一個字節子程序
readlop1: setb sda ;置sda為輸入方式
setb scl ;發出一個時鐘
lcall d5u
mov c,sda ;讀入sda狀態
rlc a ;把該位的狀態移入A中
clr scl ;結束時鐘
djnz r6,readlop1 ;重復8次，讀入一個字節
mov r7,a ;讀進來的數放在r7中
;sack是發送應答位子程序
sack: clr sda ;拉低sda線
setb scl ;發出時鐘信號
lcall d5u
clr scl
setb sda
ret
d5u: nop ;延時5us子程序
nop
nop
nop
nop
ret
d1s: mov r1,#100 ;延時1s子程序
del1: mov r4,#20
del2: mov r3,#0ffh
del3: djnz r3,del3
djnz r4,del2
djnz r1,del1
ret
end
大家把這個程序下載到測試板上面，發現數碼管依次顯示數字0、1、2
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