基于Protues的I2C總線實(shí)驗(yàn)仿真

1、基于Protues的I2C總線 實(shí)驗(yàn)仿真 目錄 1. I2C串行總線概述串行總線概述 2.硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì) 3.仿真調(diào)試仿真調(diào)試1. I2C串行總線概述串行總線概述 I2C （Inter IC BUS）總線是）總線是PHLIPS公公司推出的一種串行總線，司推出的一種串行總線，其目的是使電子系其目的是使電子系統(tǒng)各個(gè)統(tǒng)各個(gè)ICIC器件之間的連線變得容易器件之間的連線變得容易。 因?yàn)槭褂脗鹘y(tǒng)的并行總線在因?yàn)槭褂脗鹘y(tǒng)的并行總線在ICIC器件之間器件之間連接，往往會(huì)使得連接，往往會(huì)使得ICIC之間連線較多，顯得非之間連線較多，顯得非常復(fù)雜。而常復(fù)雜。而I2C總線則使總線則使ICIC器件之間只需器件之間只

2、需SDASDA、SCLSCL兩條連線就可以傳送數(shù)據(jù)，因而十分方便。兩條連線就可以傳送數(shù)據(jù)，因而十分方便。 一、數(shù)據(jù)位的有效性規(guī)定一、數(shù)據(jù)位的有效性規(guī)定 I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)為高電平期間時(shí)鐘信號(hào)為高電平期間，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在時(shí)鐘線上的信號(hào)為低電時(shí)鐘線上的信號(hào)為低電平期間平期間，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化。，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化。 1.1 1.1 I2C總線的數(shù)據(jù)傳送總線的數(shù)據(jù)傳送二、起始和終止信號(hào)二、起始和終止信號(hào) SCL線為高電平期間，線為高電平期間，SDA線由高電平向低電線由

3、高電平向低電平的變化表示起始信號(hào)；平的變化表示起始信號(hào)；SCL線為高電平期間，線為高電平期間，SDA線由低電平向高電平的變化表示終止信號(hào)。線由低電平向高電平的變化表示終止信號(hào)。 三三、應(yīng)答信號(hào)、應(yīng)答信號(hào) I2C總線協(xié)議規(guī)定，每傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后，都要有一個(gè)總線協(xié)議規(guī)定，每傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后，都要有一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，以確定數(shù)據(jù)是否被對(duì)方收到。應(yīng)答信號(hào)由接應(yīng)答信號(hào)，以確定數(shù)據(jù)是否被對(duì)方收到。應(yīng)答信號(hào)由接收設(shè)備產(chǎn)生，在收設(shè)備產(chǎn)生，在SCL信號(hào)為高電平期間，接收設(shè)備將信號(hào)為高電平期間，接收設(shè)備將SDA拉為低電平，表示數(shù)據(jù)傳輸正確，時(shí)序圖如下圖。拉為低電平，表示數(shù)據(jù)傳輸正確，時(shí)序圖如下圖。 四四、尋址信號(hào)、

4、尋址信號(hào) I2C總線協(xié)議有明確的規(guī)定：采用總線協(xié)議有明確的規(guī)定：采用7位的尋址字位的尋址字節(jié)（尋址字節(jié)是起始信號(hào)后的第一個(gè)字節(jié)）節(jié)（尋址字節(jié)是起始信號(hào)后的第一個(gè)字節(jié)）。 D7D1位組成從機(jī)的地址。位組成從機(jī)的地址。D0位是數(shù)據(jù)位是數(shù)據(jù)傳送方向位，為傳送方向位，為“0”時(shí)表示主機(jī)向從機(jī)寫數(shù)時(shí)表示主機(jī)向從機(jī)寫數(shù)據(jù)，為據(jù)，為“1”時(shí)表示主機(jī)由從機(jī)讀數(shù)據(jù)。時(shí)表示主機(jī)由從機(jī)讀數(shù)據(jù)。1.2 單片機(jī)模擬單片機(jī)模擬I2C總線通信總線通信一一、典型信號(hào)模擬、典型信號(hào)模擬 為了保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性，標(biāo)準(zhǔn)為了保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性，標(biāo)準(zhǔn)的的I2C總線總線的數(shù)的數(shù)據(jù)傳送有嚴(yán)格的時(shí)序要求據(jù)傳送有嚴(yán)格的時(shí)序要求。 I2C總

5、線總線的起始信號(hào)、的起始信號(hào)、終止信號(hào)、發(fā)送終止信號(hào)、發(fā)送“0”及發(fā)送及發(fā)送“1”的模擬時(shí)序的模擬時(shí)序 ： 目前市場(chǎng)上很多單片機(jī)都已經(jīng)具有硬件目前市場(chǎng)上很多單片機(jī)都已經(jīng)具有硬件I2C總線控制單元，總線控制單元，這類單片機(jī)在工作時(shí)，總線狀態(tài)由硬件檢測(cè)，無(wú)須用戶介入，這類單片機(jī)在工作時(shí)，總線狀態(tài)由硬件檢測(cè)，無(wú)須用戶介入，操作非常方便。操作非常方便。 但是還有許多單片機(jī)并不具有但是還有許多單片機(jī)并不具有I2C總線接口，如總線接口，如51單片機(jī)，單片機(jī)，不過(guò)我們可以使用軟件通過(guò)不過(guò)我們可以使用軟件通過(guò)51單片機(jī)的單片機(jī)的IO口模擬口模擬I2C總線的總線的工作時(shí)序，在使用時(shí)，只需正確調(diào)用各個(gè)函數(shù)就能方便

6、地?cái)U(kuò)工作時(shí)序，在使用時(shí)，只需正確調(diào)用各個(gè)函數(shù)就能方便地?cái)U(kuò)展展I2C總線接口器件?？偩€接口器件。二、典型信號(hào)模擬子程序二、典型信號(hào)模擬子程序（1）起始信號(hào)）起始信號(hào)void start( ) SDA = 1;delay( );SCL = 1;delay( );SDA = 0;delay( );（2）終止信號(hào)）終止信號(hào)void stop( )SDA = 0;delay( );SCL = 1;delay( );SDA = 1;delay( );2.硬件設(shè)計(jì) 本次I2C總線的實(shí)驗(yàn)仿真過(guò)程如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)作為主器件，EEPROM24C02C作為從器件，將數(shù)據(jù)“0 xaa”寫入24C02C，再讀出送P1口通過(guò)LED燈顯示。 本設(shè)計(jì)硬件電路比較簡(jiǎn)單，