51单片机 （十五）AT24C02
今天我们来介绍一下AT24C02，首先呢，它是一种可以实现掉电不丢失的存储器，可用于保存单片机运行时想要永久保存的数据信息，在介绍AT24C02之前，我们先来介绍一下存储器！
先来简单介绍一下RAM（随机存储器）以及ROM（只读存储器）的优缺点吧！
| 优点 | 缺点 | |
|---|---|---|
| RAM | 储存速度快 | 掉电丢失 |
| ROM | 存储速度慢 | 掉电不丢失 |
RAM
RAM主要分为SRAM（静态RAM）和DRAM（动态RAM），SRAM主要用于电脑CPU以及我们的单片机CPU；而DRAM主要用在电脑内存条以及手机的运行内存，因为电容器会掉电，所以需要不断进行扫描。
ROM
ROM主要分为Mask ROM（掩膜ROM），PROM（可编程ROM），EPROM（可擦除可编程ROM ），E2PROM （电可擦除可编程ROM ），这四个是一家的，还有Flash（闪存），硬盘、软盘、光盘等，其中Flash目前使用十分广泛，基本上打败了ROM一家。
| 特点 | |
|---|---|
| Mask ROM | 只能读 |
| PROM | 可以写，但只能一次 |
| EPROM | 可以写多次，但要紫外线照射３０分钟 |
| E2PROM | 可以写多次，并且只要几毫秒即可 |
| Flash | 与E２PROM类似，但集成度更高 |
| 硬盘、软盘、光盘等 | 软盘和光盘目前见的比较少了 |
AT24C02介绍
接下来我们来简单介绍一下AT24C02吧！
- AT24C02是一种可以实现掉电不丢失的存储器，可用于保存单片机运行时想要永久保存的数据信息
- 存储介质：E2PROM
- 通讯接口：I2C总线
- 容量：256字节
引脚及应用电路
| 引脚 | 功能 |
| VCC GND | 电源（1.8V ~ 5.5V） |
| WP | 写保护（高电平有效） |
| SCL、 SDA | I2C接口 |
| E0、 E1、E2 | I2C地址 |
IIC总线
1.I2C总线（Inter IC BUS）是由Philips公司开发的一种通用数据总线，I2C是一种多向控制总线，也就是说多个芯片可以连接到同一总线结构下，同时每个芯片都可以作为实时数据传输的控制源。主要包括启始、停止、读、写、应答信号。这种方式简化了信号传输总线接口。
2.两根通信线：SCL（Serial Clock）、SDA（Serial Data）
3.同步、半双工，带数据应答
4.IIC总线上可以挂多个器件，而每个器件都有唯一的地址，这样可以标识通信目标。数据的通信的方式采用主从方式，主机负责主动联系从机，而从机则被动回应数据。
IIC电路规范
1.所有I2C设备的SCL连在一起，SDA连在一起
2.设备的SCL和SDA均要配置成开漏输出模式
3.SCL和SDA各添加一个上拉电阻，阻值一般为4.7KΩ左右
4.开漏输出和上拉电阻的共同作用实现了“线与”的功能，此设计主要是为了解5.决多机通信互相干扰的问题
I2C时序结构
接下来我们来介绍一下六个时序结构，只要集齐了这六个时序结构，就可以召唤数据帧了！
初始(空闲)状态
因为IIC的 SCL 和SDA 都需要接上拉电阻，保证空闲状态的稳定性
所以IIC总线在空闲状态下SCL 和SDA都保持高电平
代码：
void IIC_init() //IIC初始化{SCL=1; //首先把时钟线拉高delay_us(4);//延时函数SDA=1; //在SCL为高的情况下把SDA拉高delay_us(4); //延时函数}
开始信号：
起始条件：SCL保持高电平，SDA由高电平变为低电平后，延时(>4.7us)，SCL变为低电平。（相当于告诉大家我要发送信息了）
代码表示：
//产生IIC起始信号
//1.先拉高SDA，再拉高SCL，空闲状态
//2.拉低SDA
void IIC_Start() //启动信号{SDA=1; //确保SDA线为高电平delay_us(5);SCL=1; //确保SCL高电平delay_us(5);SDA=0; //在SCL为高时拉低SDA线，即为起始信号delay_us(5);SCL=0; //钳住I2C总线，准备发送或接收数据 }
停止信号
停止信号：SCL高电平期间，SDA从低电平切换到高电平（相当于告诉大家我要停止了）
代码表示：
//产生IIC停止信号
//1.先拉低SDA，再拉低SCL
//2.拉高SCL
//3.拉高SDA
//4.停止接收数据
void IIC_Stop(void)
{IIC_SCL=0;IIC_SDA=0; //STOP:当SCL高时，数据由低变高delay_us(4);IIC_SCL=1; IIC_SDA=1; //发送I2C总线结束信号delay_us(4);
}
在起始条件产生后，总线处于忙状态，由本次数据传输的主从设备独占，其他I2C器件无法访问总线；而在停止条件产生后，本次数据传输的主从设备将释放总线，总线再次处于空闲状态
数据有效性
IIC信号在数据传输过程中，当SCL=1高电平时，数据线SDA必须保持稳定状态，不允许有电平跳变，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。
SCL=1时 数据线SDA的任何电平变换会看做是总线的起始信号或者停止信号。
也就是在IIC传输数据的过程中，SCL时钟线会频繁的转换电平，以保证数据的传输
应答信号
每当主机向从机发送完一个字节的数据，主机总是需要等待从机给出一个应答信号，以确认从机是否成功接收到了数据，
应答信号：主机SCL拉高，读取从机SDA的电平，为低电平表示产生应答
应答信号为低电平时，规定为有效应答位（ACK，简称应答位），表示接收器已经成功地接收了该字节；
应答信号为高电平时，规定为非应答位（NACK），一般表示接收器接收该字节没有成功。
应答出现在每一次主机完成8个数据位传输后紧跟着的时钟周期，低电平0表示应答，1表示非应答，
I2C发送应答：
/*** @brief I2C发送应答* @param AckBit 应答位，0为应答，1为非应答* @retval 无*/
void I2C_SendAck(unsigned char AckBit)
{I2C_SDA=AckBit;I2C_SCL=1;I2C_SCL=0;
}I2C接收应答位
/*** @brief I2C接收应答位* @param 无* @retval 接收到的应答位，0为应答，1为非应答*/
unsigned char I2C_ReceiveAck(void)
{unsigned char AckBit;I2C_SDA=1;I2C_SCL=1;AckBit=I2C_SDA;I2C_SCL=0;return AckBit;
}IIC数据传送
数据传送格式
SDA线上的数据在SCL时钟“高”期间必须是稳定的，只有当SCL线上的时钟信号为低时，数据线上的“高”或“低”状态才可以改变。输出到SDA线上的每个字节必须是8位，数据传送时，先传送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位（即一帧共有9位）。
当一个字节按数据位从高位到低位的顺序传输完后，紧接着从设备将拉低SDA线，回传给主设备一个应答位ACK， 此时才认为一个字节真正的被传输完成 ，如果一段时间内没有收到从机的应答信号，则自动认为从机已正确接收到数据。
多数从设备的地址为7位或者10位，一般都用七位。
八位设备地址=7位从机地址+读/写地址，
再给地址添加一个方向位位用来表示接下来数据传输的方向，
0表示主设备向从设备(write)写数据，
1表示主设备向从设备(read)读数据
IIC的每一帧数据由9bit组成，
如果是发送数据，则包含 8bit数据+1bit ACK,
如果是设备地址数据，则8bit包含7bit设备地址 1bit方向
在起始信号后必须传送一个从机的地址(7位) 1~7位为7位接收器件地址，第8位为读写位，用“0”表示主机发送数据(W)，“1”表示主机接收数据 （R）, 第9位为ACK应答位，紧接着的为第一个数据字节，然后是一位应答位，后面继续第2个数据字节。
IIC发送一个字节数据：
/*** @brief I2C发送一个字节* @param Byte 要发送的字节* @retval 无*/
void I2C_SendByte(unsigned char Byte)
{unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){I2C_SDA=Byte&(0x80>>i);I2C_SCL=1;I2C_SCL=0;}
}IIC读取一个字节数据：
/*** @brief I2C接收一个字节* @param 无* @retval 接收到的一个字节数据*/
unsigned char I2C_ReceiveByte(void)
{unsigned char i,Byte=0x00;I2C_SDA=1;for(i=0;i<8;i++){I2C_SCL=1;if(I2C_SDA){Byte|=(0x80>>i);}I2C_SCL=0;}return Byte;
}IIC发送数据流程
Start: IIC开始信号，表示开始传输。
DEVICE_ADDRESS:: 从设备地址,就是7位从机地址
R/W： W(write)为写，R(read)为读
ACK： 应答信号
WORD_ADDRESS ： 从机中对应的寄存器地址 比方说访问 OLED中的 某个寄存器
DATA: 发送的数据
STOP: 停止信号。结束IIC
主机要向从机写数据时：
- 主机首先产生START信号
- 然后紧跟着发送一个从机地址，这个地址共有7位，紧接着的第8位是数据方 向位(R/W)，0表示主机发送数据(写)，1表示主机接收数据(读)
- 主机发送地址时，总线上的每个从机都将这7位地址码与自己的地址进行比较，若相同，则认为自己正在被主机寻址，根据R/T位将自己确定为发送器和接收器
- 这时候主机等待从机的应答信号(A)
- 当主机收到应答信号时，发送要访问从机的那个地址， 继续等待从机的应答信号
- 当主机收到应答信号时，发送N个字节的数据，继续等待从机的N次应答信号，
- 主机产生停止信号，结束传送过程。
IIC读数据：
主机要从从机读数据时
- 主机首先产生START信号
- 然后紧跟着发送一个从机地址，注意此时该地址的第8位为0，表明是向从机写命令，
- 这时候主机等待从机的应答信号(ACK)
- 当主机收到应答信号时，发送要访问的地址，继续等待从机的应答信号，
- 当主机收到应答信号后，主机要改变通信模式(主机将由发送变为接收，从机将由接收变为发送)所以主机重新发送一个开始start信号，然后紧跟着发送一个从机地址，注意此时该地址的第8位为1，表明将主机设 置成接收模式开始读取数据，
- 这时候主机等待从机的应答信号，当主机收到应答信号时，就可以接收1个字节的数据，当接收完成后，主机发送非应答信号，表示不在接收数据
- 主机进而产生停止信号，结束传送过程。
24C02是一个2K Bit的串行EEPROM存储器（掉电不丢失），内部含有256个字节。在24C02里面有一个8字节的页写缓冲器。
在这里插入图片描述
A0,A1,A2：硬件地址引脚
WP：写保护引脚，接高电平只读，接地允许读和写
SCL和SDA：IIC总线
可
以看出对于不同大小的24Cxx，具有不同的从器件地址。由于24C02为2k容量，也就是说只需要参考图中第一行的内容：
芯片的寻址：
AT24C设备地址为如下，前四位固定为1010，A2~A0为由管脚电平。AT24CXX EEPROM Board模块中默认为接地。A2~A0为000，最后一位表示读写操作。所以AT24Cxx的读地址为0xA1,写地址为0xA0。
也就是说如果是
写24C02的时候，从器件地址为10100000（0xA0）；
读24C02的时候，从器件地址为10100001（0xA1）。
片内地址寻址：
芯片寻址可对内部256B中的任一个进行读/写操作，其寻址范围为00~FF，共256个寻址单位
对应的修改 A2A1A0 三位数据即可。
向AT24C02中写数据
操作时序：
MCU先发送一个开始信号(START)启动总线
接着跟上首字节，发送器件写操作地址(DEVICE ADDRESS)+写数据(0xA0)
等待应答信号(ACK)
发送数据的存储地址。24C02一共有256个字节的存储空间，地址从0x00~0xFF，想把数据存储>在哪个位置，此刻写的就是哪个地址。
发送要存储的数据第一字节、第二字节、…注意在写数据的过程中，E2PROM每个字节都会>回应一个“应答位0”，老告诉我们写E2PROM数据成功，如果没有回应答位，说明写入不成功。
发送结束信号（STOP）停止总线
注意：
在写数据的过程中，每成功写入一个字节，E2PROM存储空间的地址就会自动加1，当加到0xFF后，再写一个字节，地址就会溢出又变成0x00。
写数据的时候需要注意，E2PROM是先写到缓冲区，然后再“搬运到”到掉电非易失区。所以这个过程需要一定的时间，AT24C02这个过程是不超过5ms！
所以，当我们在写多个字节时，写入一个字节之后，再写入下一个字节之前，必须延时5ms才可以
代码如下：
#define AT24C02_ADDRESS 0xA0/*** @brief AT24C02写入一个字节* @param WordAddress 要写入字节的地址* @param Data 要写入的数据* @retval 无*/
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data)
{I2C_Start();I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);I2C_ReceiveAck();I2C_SendByte(WordAddress);I2C_ReceiveAck();I2C_SendByte(Data);I2C_ReceiveAck();I2C_Stop();
}从AT24C02中读数据
读当前地址的数据
MCU先发送一个开始信号(START)启动总线
接着跟上首字节，发送器件写操作地址(DEVICE ADDRESS)+写数据(0xA0)
注意：这里写操作是为了要把所要读的数据的存储地址先写进去，告诉E2PROM要读取哪个地址的数据。
发送要读取内存的地址(WORD ADDRESS)，通知E2PROM读取要哪个地址的信息。
重新发送开始信号(START)
发送设备读操作地址(DEVICE ADDRESS)对E2PROM进行读操作 (0xA1)
E2PROM会自动向主机发送数据，主机读取从器件发回的数据，在读一个字节后，MCU会回应一个应答信号(ACK)后，E2PROM会继续传输下一个地址的数据，MCU不断回应应答信号可以不断读取内存的数据
如果不想读了，告诉E2PROM不想要数据了，就发送一个“非应答位NAK(1)”。发送结束信号（STOP）停止总线
/*** @brief AT24C02读取一个字节* @param WordAddress 要读出字节的地址* @retval 读出的数据*/
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress)
{unsigned char Data;I2C_Start();I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);I2C_ReceiveAck();I2C_SendByte(WordAddress);I2C_ReceiveAck();I2C_Start();I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS|0x01);I2C_ReceiveAck();Data=I2C_ReceiveByte();I2C_SendAck(1);I2C_Stop();return Data;
}
实验示例：
main.c
#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "Key.h"
#include "AT24C02.h"
#include "Delay.h"unsigned char KeyNum;
unsigned int Num;void main()
{LCD_Init();LCD_ShowNum(1,1,Num,5);while(1){KeyNum=Key();if(KeyNum==1) //K1按键，Num自增{Num++;LCD_ShowNum(1,1,Num,5);}if(KeyNum==2) //K2按键，Num自减{Num--;LCD_ShowNum(1,1,Num,5);}if(KeyNum==3) //K3按键，向AT24C02写入数据{AT24C02_WriteByte(0,Num%256);Delay(5);AT24C02_WriteByte(1,Num/256);Delay(5);LCD_ShowString(2,1,"Write OK");Delay(1000);LCD_ShowString(2,1," ");}if(KeyNum==4) //K4按键，从AT24C02读取数据{Num=AT24C02_ReadByte(0);Num|=AT24C02_ReadByte(1)<<8;LCD_ShowNum(1,1,Num,5);LCD_ShowString(2,1,"Read OK ");Delay(1000);LCD_ShowString(2,1," ");}}
}
Delay.c
void Delay(unsigned int xms)
{unsigned char i, j;while(xms--){i = 2;j = 239;do{while (--j);} while (--i);}
}Delay.h
#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__void Delay(unsigned int xms);#endif
LCD1602.c
#include <REGX52.H>//引脚配置：
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_EN=P2^7;
#define LCD_DataPort P0//函数定义：
/*** @brief LCD1602延时函数，12MHz调用可延时1ms* @param 无* @retval 无*/
void LCD_Delay()
{unsigned char i, j;i = 2;j = 239;do{while (--j);} while (--i);
}/*** @brief LCD1602写命令* @param Command 要写入的命令* @retval 无*/
void LCD_WriteCommand(unsigned char Command)
{LCD_RS=0;LCD_RW=0;LCD_DataPort=Command;LCD_EN=1;LCD_Delay();LCD_EN=0;LCD_Delay();
}/*** @brief LCD1602写数据* @param Data 要写入的数据* @retval 无*/
void LCD_WriteData(unsigned char Data)
{LCD_RS=1;LCD_RW=0;LCD_DataPort=Data;LCD_EN=1;LCD_Delay();LCD_EN=0;LCD_Delay();
}/*** @brief LCD1602设置光标位置* @param Line 行位置，范围：1~2* @param Column 列位置，范围：1~16* @retval 无*/
void LCD_SetCursor(unsigned char Line,unsigned char Column)
{if(Line==1){LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1));}else if(Line==2){LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1+0x40));}
}/*** @brief LCD1602初始化函数* @param 无* @retval 无*/
void LCD_Init()
{LCD_WriteCommand(0x38);//八位数据接口，两行显示，5*7点阵LCD_WriteCommand(0x0c);//显示开，光标关，闪烁关LCD_WriteCommand(0x06);//数据读写操作后，光标自动加一，画面不动LCD_WriteCommand(0x01);//光标复位，清屏
}/*** @brief 在LCD1602指定位置上显示一个字符* @param Line 行位置，范围：1~2* @param Column 列位置，范围：1~16* @param Char 要显示的字符* @retval 无*/
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char)
{LCD_SetCursor(Line,Column);LCD_WriteData(Char);
}/*** @brief 在LCD1602指定位置开始显示所给字符串* @param Line 起始行位置，范围：1~2* @param Column 起始列位置，范围：1~16* @param String 要显示的字符串* @retval 无*/
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String)
{unsigned char i;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=0;String[i]!='\0';i++){LCD_WriteData(String[i]);}
}/*** @brief 返回值=X的Y次方*/
int LCD_Pow(int X,int Y)
{unsigned char i;int Result=1;for(i=0;i<Y;i++){Result*=X;}return Result;
}/*** @brief 在LCD1602指定位置开始显示所给数字* @param Line 起始行位置，范围：1~2* @param Column 起始列位置，范围：1~16* @param Number 要显示的数字，范围：0~65535* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~5* @retval 无*/
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=Length;i>0;i--){LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');}
}/*** @brief 在LCD1602指定位置开始以有符号十进制显示所给数字* @param Line 起始行位置，范围：1~2* @param Column 起始列位置，范围：1~16* @param Number 要显示的数字，范围：-32768~32767* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~5* @retval 无*/
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i;unsigned int Number1;LCD_SetCursor(Line,Column);if(Number>=0){LCD_WriteData('+');Number1=Number;}else{LCD_WriteData('-');Number1=-Number;}for(i=Length;i>0;i--){LCD_WriteData(Number1/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');}
}/*** @brief 在LCD1602指定位置开始以十六进制显示所给数字* @param Line 起始行位置，范围：1~2* @param Column 起始列位置，范围：1~16* @param Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFF* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~4* @retval 无*/
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i,SingleNumber;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=Length;i>0;i--){SingleNumber=Number/LCD_Pow(16,i-1)%16;if(SingleNumber<10){LCD_WriteData(SingleNumber+'0');}else{LCD_WriteData(SingleNumber-10+'A');}}
}/*** @brief 在LCD1602指定位置开始以二进制显示所给数字* @param Line 起始行位置，范围：1~2* @param Column 起始列位置，范围：1~16* @param Number 要显示的数字，范围：0~1111 1111 1111 1111* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~16* @retval 无*/
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=Length;i>0;i--){LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(2,i-1)%2+'0');}
}
LCD1602.h
#ifndef __LCD1602_H__
#define __LCD1602_H__//用户调用函数：
void LCD_Init();
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char);
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String);
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);#endif
Key.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"/*** @brief 获取独立按键键码* @param 无* @retval 按下按键的键码，范围：0~4，无按键按下时返回值为0*/
unsigned char Key()
{unsigned char KeyNumber=0;if(P3_1==0){Delay(20);while(P3_1==0);Delay(20);KeyNumber=1;}if(P3_0==0){Delay(20);while(P3_0==0);Delay(20);KeyNumber=2;}if(P3_2==0){Delay(20);while(P3_2==0);Delay(20);KeyNumber=3;}if(P3_3==0){Delay(20);while(P3_3==0);Delay(20);KeyNumber=4;}return KeyNumber;
}
Key.h
#ifndef __KEY_H__
#define __KEY_H__unsigned char Key();#endif
AT24C02.c
#include <REGX52.H>
#include "I2C.h"#define AT24C02_ADDRESS 0xA0/*** @brief AT24C02写入一个字节* @param WordAddress 要写入字节的地址* @param Data 要写入的数据* @retval 无*/
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data)
{I2C_Start();I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);I2C_ReceiveAck();I2C_SendByte(WordAddress);I2C_ReceiveAck();I2C_SendByte(Data);I2C_ReceiveAck();I2C_Stop();
}/*** @brief AT24C02读取一个字节* @param WordAddress 要读出字节的地址* @retval 读出的数据*/
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress)
{unsigned char Data;I2C_Start();I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);I2C_ReceiveAck();I2C_SendByte(WordAddress);I2C_ReceiveAck();I2C_Start();I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS|0x01);I2C_ReceiveAck();Data=I2C_ReceiveByte();I2C_SendAck(1);I2C_Stop();return Data;
}
AT24c02.h
#ifndef __AT24C02_H__
#define __AT24C02_H__void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data);
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress);#endif
I2.c
#include <REGX52.H>sbit I2C_SCL=P2^1;
sbit I2C_SDA=P2^0;/*** @brief I2C开始* @param 无* @retval 无*/
void I2C_Start(void)
{I2C_SDA=1;I2C_SCL=1;I2C_SDA=0;I2C_SCL=0;
}/*** @brief I2C停止* @param 无* @retval 无*/
void I2C_Stop(void)
{I2C_SDA=0;I2C_SCL=1;I2C_SDA=1;
}/*** @brief I2C发送一个字节* @param Byte 要发送的字节* @retval 无*/
void I2C_SendByte(unsigned char Byte)
{unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){I2C_SDA=Byte&(0x80>>i);I2C_SCL=1;I2C_SCL=0;}
}/*** @brief I2C接收一个字节* @param 无* @retval 接收到的一个字节数据*/
unsigned char I2C_ReceiveByte(void)
{unsigned char i,Byte=0x00;I2C_SDA=1;for(i=0;i<8;i++){I2C_SCL=1;if(I2C_SDA){Byte|=(0x80>>i);}I2C_SCL=0;}return Byte;
}/*** @brief I2C发送应答* @param AckBit 应答位，0为应答，1为非应答* @retval 无*/
void I2C_SendAck(unsigned char AckBit)
{I2C_SDA=AckBit;I2C_SCL=1;I2C_SCL=0;
}/*** @brief I2C接收应答位* @param 无* @retval 接收到的应答位，0为应答，1为非应答*/
unsigned char I2C_ReceiveAck(void)
{unsigned char AckBit;I2C_SDA=1;I2C_SCL=1;AckBit=I2C_SDA;I2C_SCL=0;return AckBit;
}
I2.c
#ifndef __I2C_H__
#define __I2C_H__void I2C_Start(void);
void I2C_Stop(void);
void I2C_SendByte(unsigned char Byte);
unsigned char I2C_ReceiveByte(void);
void I2C_SendAck(unsigned char AckBit);
unsigned char I2C_ReceiveAck(void);#endif
扩展示例：
秒表
main.c
#include <REGX52.H>
#include "Timer0.h"
#include "Key.h"
#include "Nixie.h"
#include "Delay.h"
#include "AT24C02.h"unsigned char KeyNum;
unsigned char Min,Sec,MiniSec;
unsigned char RunFlag;void main()
{Timer0_Init();while(1){KeyNum=Key();if(KeyNum==1) //K1按键按下{RunFlag=!RunFlag; //启动标志位翻转}if(KeyNum==2) //K2按键按下{Min=0; //分秒清0Sec=0;MiniSec=0;}if(KeyNum==3) //K3按键按下{AT24C02_WriteByte(0,Min); //将分秒写入AT24C02Delay(5);AT24C02_WriteByte(1,Sec);Delay(5);AT24C02_WriteByte(2,MiniSec);Delay(5);}if(KeyNum==4) //K4按键按下{Min=AT24C02_ReadByte(0); //读出AT24C02数据Sec=AT24C02_ReadByte(1);MiniSec=AT24C02_ReadByte(2);}Nixie_SetBuf(1,Min/10); //设置显示缓存，显示数据Nixie_SetBuf(2,Min%10);Nixie_SetBuf(3,11);Nixie_SetBuf(4,Sec/10);Nixie_SetBuf(5,Sec%10);Nixie_SetBuf(6,11);Nixie_SetBuf(7,MiniSec/10);Nixie_SetBuf(8,MiniSec%10);}
}/*** @brief 秒表驱动函数，在中断中调用* @param 无* @retval 无*/
void Sec_Loop(void)
{if(RunFlag){MiniSec++;if(MiniSec>=100){MiniSec=0;Sec++;if(Sec>=60){Sec=0;Min++;if(Min>=60){Min=0;}}}}
}void Timer0_Routine() interrupt 1
{static unsigned int T0Count1,T0Count2,T0Count3;TL0 = 0x18; //设置定时初值TH0 = 0xFC; //设置定时初值T0Count1++;if(T0Count1>=20){T0Count1=0;Key_Loop(); //20ms调用一次按键驱动函数}T0Count2++;if(T0Count2>=2){T0Count2=0;Nixie_Loop();//2ms调用一次数码管驱动函数}T0Count3++;if(T0Count3>=10){T0Count3=0;Sec_Loop(); //10ms调用一次数秒表驱动函数}
}
Nixie.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"//数码管显示缓存区
unsigned char Nixie_Buf[9]={0,10,10,10,10,10,10,10,10};//数码管段码表
unsigned char NixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x00,0x40};/*** @brief 设置显示缓存区* @param Location 要设置的位置，范围：1~8* @param Number 要设置的数字，范围：段码表索引范围* @retval 无*/
void Nixie_SetBuf(unsigned char Location,Number)
{Nixie_Buf[Location]=Number;
}/*** @brief 数码管扫描显示* @param Location 要显示的位置，范围：1~8* @param Number 要显示的数字，范围：段码表索引范围* @retval 无*/
void Nixie_Scan(unsigned char Location,Number)
{P0=0x00; //段码清0，消影switch(Location) //位码输出{case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;}P0=NixieTable[Number]; //段码输出
}/*** @brief 数码管驱动函数，在中断中调用* @param 无* @retval 无*/
void Nixie_Loop(void)
{static unsigned char i=1;Nixie_Scan(i,Nixie_Buf[i]);i++;if(i>=9){i=1;}
}
Nixie.h
#ifndef __NIXIE_H__
#define __NIXIE_H__void Nixie_SetBuf(unsigned char Location,Number);
void Nixie_Scan(unsigned char Location,Number);
void Nixie_Loop(void);#endif
Key.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"unsigned char Key_KeyNumber;/*** @brief 获取按键键码* @param 无* @retval 按下按键的键码，范围：0,1~4,0表示无按键按下*/
unsigned char Key(void)
{unsigned char Temp=0;Temp=Key_KeyNumber;Key_KeyNumber=0;return Temp;
}/*** @brief 获取当前按键的状态，无消抖及松手检测* @param 无* @retval 按下按键的键码，范围：0,1~4,0表示无按键按下*/
unsigned char Key_GetState()
{unsigned char KeyNumber=0;if(P3_1==0){KeyNumber=1;}if(P3_0==0){KeyNumber=2;}if(P3_2==0){KeyNumber=3;}if(P3_3==0){KeyNumber=4;}return KeyNumber;
}/*** @brief 按键驱动函数，在中断中调用* @param 无* @retval 无*/
void Key_Loop(void)
{static unsigned char NowState,LastState;LastState=NowState; //按键状态更新NowState=Key_GetState(); //获取当前按键状态//如果上个时间点按键按下，这个时间点未按下，则是松手瞬间，以此避免消抖和松手检测if(LastState==1 && NowState==0){Key_KeyNumber=1;}if(LastState==2 && NowState==0){Key_KeyNumber=2;}if(LastState==3 && NowState==0){Key_KeyNumber=3;}if(LastState==4 && NowState==0){Key_KeyNumber=4;}
}
Key.h
#ifndef __KEY_H__
#define __KEY_H__unsigned char Key(void);
void Key_Loop(void);#endif
Timer.c
#include <REGX52.H>/*** @brief 定时器0初始化，1毫秒@12.000MHz* @param 无* @retval 无*/
void Timer0_Init(void)
{TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式TMOD |= 0x01; //设置定时器模式TL0 = 0x18; //设置定时初值TH0 = 0xFC; //设置定时初值TF0 = 0; //清除TF0标志TR0 = 1; //定时器0开始计时ET0=1;EA=1;PT0=0;
}/*定时器中断函数模板
void Timer0_Routine() interrupt 1
{static unsigned int T0Count;TL0 = 0x18; //设置定时初值TH0 = 0xFC; //设置定时初值T0Count++;if(T0Count>=1000){T0Count=0;}
}
*/
Timer.h
#ifndef __TIMER0_H__
#define __TIMER0_H__void Timer0_Init(void);#endif
这里将显示换成了数码管，加入了定时器去计数,其余不变。
软件IIC和硬件IIC
IIC分为软件IIC和硬件IIC
软件IIC：软件IIC通信指的是用单片机的两个I/O端口模拟出来的IIC，用软件控制管脚状态以模拟I2C通信波形，软件模拟寄存器的工作方式。
硬件IIC：一块硬件电路，硬件I2C对应芯片上的I2C外设，有相应I2C驱动电路，其所使用的I2C管脚也是专用的，硬件（固件）I2C是直接调用内部寄存器进行配置。
硬件I2C的效率要远高于软件的，而软件I2C由于不受管脚限制，接口比较灵活。
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