单片机课程设计Word文件下载.docx

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2.4IIC总线器件的寻址方式

IIC总线上的所有器件连接在一个公共的总线上，因此，主器件在进行数据传输前选择需要通信的从器件，即进行总线寻址。

地址位与一个方向位共同构成IIC总线器件寻址字节。

方向位（R/）规定了总线上的主器件与外围器件（从器件）的数据传输送方向。

当方向位R/=1，表示主器件读取从器件中的数据；

R/=0，表示主器件向从器件发送数据。

2.5IIC总线数据传输协议

IIC总线规定了严格的数据通信格式，所有具有IIC总线接口的器件都必须遵守。

另外，对于应用最广的51系列单片机，却没有提供IIC总线接口。

实际上，利用这些单片机的普通I/O口，采用软件模拟IIC总线SCL和SDA上的数据传送时序，可以实现对IIC总线器件的读、写操作。

3设计要求

将AT89C51内部数据存储器中的30H-3FH重的数据写入24C01C中从30H开始的16个连续存储单元中，再执行读操作，读取24C01C中30H-3FH中的数据，并将数据存储到AT89C51内部数据存储器中从40H开始的16个连续存储单元中。

4程序设计

4.1软件设计

4.1.1启动信号

在时钟线SCL保持高电平期间，数据线SDA上的电平负跳变定义为IIC总线的“启动信号”。

启动信号是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。

启动信号是由主控器主动建立的，在建立该信号之前，IIC总线必须处于空闲状态，即SDA和SCL两条信号线同时处于高电平，如图3。

4.1.2停止信号

在时钟线SCL保持高电平期间，数据线SDA被释放，使SDA的电平正跳变，定义为IIC总线的“停止信号”。

停止信号也是一种电平跳变的时序信号，而不是一个电平信号。

停止信号也是由主控器主动建立的，该信号之后，IIC总线返回空闲状态，如图3。

图3

4.1.3数据传送字节信号

在IIC总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应。

也就是说，在SCL时钟的配合下，在SDA数据线上一位一位地传送数据。

进行数据传送时，在SCL高电平期间，SDA线上的电平必须保持稳定，当SCL为低电平期间，才允许SDA线上的电平改变状

态。

如图4所示。

图4

4.1.4应答信号

在IIC总线上所有数据都是以8位字节传送的，发送器每发送一个字节之后，就在时钟脉冲9期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。

应答信号为低电平时，定义为有效应答信号。

对于有效应答信号的要求是，接收器在第9个时钟脉冲之前的低电平期间将SDA电平拉低，并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。

软件汇编程序如图5：

图5

4.2硬件设计

打开proteusISIS编辑环境，元件清单如表1

元件名称

所属类

所属子类

AT89C51.BUS

MicroprocessorICs

8051Family

CAP

Capacitors

Generic

CAP-ELEC

CRYSTAL

Miscellaneous

—

RES

Resistors

24C01C

MemoryICs

12CMemories

表1

硬件连接如图6：

图6

4.3调试与仿真

用Keil软件进行汇编程序的编写，用ProteusISIS软件进行外部接线图的连接，最后将Keil与ProteusISIS联机调试。

5源程序：

ACKBIT10H；

应答标志位

SLADATA50H；

器件地址字

SUBADATA51H；

器件子地址

NUMBYTEDATA52H；

读、写字节数

SDABITP1.5

SCLBITP1.4；

IIC总线定义

MTDEQU30H；

发送数据缓存区首地址

MRDEQU40H；

接收数据缓存区首地址

AJMPMAIN

ORG80H

JWRNBYTE:

MOVR3,NUMBYTE

LCALLSTART；

启动总线

MOVA,SLA

LCALLWRBYTE；

发送器件地址字

LCALLCACK

JNBACK,RETWRN；

无应答则退出

MOVA,SUBA；

指定子地址

LCALLWRBYTE

LCALLCACK

MOVR1,#MTD

WRDA:

MOVA,@R1

开始写入数据

JNBACK,IWRNBYTE

INCR1

DJNZR3,WRDA；

判断是否写完

RETWRN:

LCALLSTOP

RET

IRDNBYTE:

MOVR3,NUMBYTE

LCALLSTART

MOVA,SLA

LCALLCACK

JNBACK,RETRDN

指定子地址

重新启动总线

INCA；

准备进行读操作

LCALLWRBYTE

JNBACK,IRDNBYTE

MOVR1,#MRD

RON1:

LCALLRDBYTE；

读操作开始

MOV@R1,A

DJNZR3,SACK

LCALLMNACK；

最后字节发非应答位

RETRDN:

LCALLSTOP

SACK:

LCALLMACK

SJMPRON1

START:

SETBSDA；

发送起始条件数据信号

NOP；

起始条件建立时间大与4.7us

SETBSCL；

发送起始条件的时钟信号

NOP

起始条件锁定时间大于4.7us

CLRSDA；

发送起始信号

起始条件在锁定时间大于4.7us

CLRSCL；

钳住IIC总线，准备发送或接收数据

STOP:

CLRSDA；

发送停止条件的数据信号

NOP

发送停止条件的时钟信号

起始条件建立时间大于4.7us

SETBSDA；

发送IIC总线停止信号

延时时间大于4.7us

MACK:

将SDA置0

SETBSCL

保存数据时间大于4.7us

CLRSCL

MNACK:

将SDA置1

CACK:

SETBSDA

CLRACK

MOVC,SDA

JCCEND

SETBACK；

判断应答位

CEND:

NOP

WRBYTE:

MOVR0，#08H

WLP:

RLCA；

取数据位

JCWRI

SJMPWRO；

判断数据位

WLP1：

DJNZR0，WLP

WPI:

发送1

SJMPWLP1

WRO:

发送数据0

SJMPWLP1

RDBYTE:

RLP:

时钟线为高，接收数据

MOVC,SDA；

读取数据位

MOVA,R2

将SCL拉低，时间大于4.7us

RLCA；

进行数据位的处理

MOVR2，A

DJNZR0，RLP；

未够8位，继续读入

MAIN:

MOVR4，#OFOH；

延时，等待其他芯片复位完成

DJNZR4，$

MOVA,#0

MOVR0，#30H

S1：

MOV@R0，A

INCR0

INCA

CJNER0，#40H,S1

MOVSLA,#0A0H；

24C01C地址字，写操作

MOVSUBA,#30H；

目标地址

MOVNUMBYTE,#16；

字节数

LCALLIWRNBYTE；

写数据

DELAY:

MOVR5，#20

D1:

MOVR6，#248

D2:

MOVR7,#248

DJNZR7,$

DJNZR6,D2

DJNZR5,D1

LCALLIRDNBYTE；

END

6心得体会

通过这次的课程设计，使我加深了对Keil与ProteusISIS两个软件的更深入了解，同时也加深了对IIC总线更深刻的认识。

在做课程设计的过程中，查阅了大量的资料，学到了不少知识，体会到了综合学习系统的易学性和易用性，同时和同学的默契配合也是十分重要的。

因为在设计中对软件的一些功能掌握的不是很透彻，用软件调试仿真的时候出现了一些错误，导致没有输出结果，为此在将来我还要不断地继续学习与深造，不断地完善自己。

参考文献

[1]赵瑞峰,胡荣强,郑存红.基于电话网的低成本远程监控

[2]赵建领，薛园园.51单片机开发与应用技术详解[J].北京：

电子工业出版社，2009

[3]聂春燕,徐振忠.混沌系统在弱信号检测中的应用

[4]侯玉宝，陈忠平，李成群，基于Proteus的51系列单片机设计与仿真[J].北京：

电子工业出版社，2008

[5]张淑清,姜万录,王玉田.强噪声中弱信号检测的混沌方法及超声系统的实现[J].电子测量与仪器学报,2001,12

[6]蔡美琴主编．MCS-51系列单片机系统及其应用．高等教育出版社，1992