51单片机普通IO口模拟IIC总线的程序实现

http://blog.csdn.net/sdwuyulunbi/article/details/6654469

IIC是由Philips公司发明的一种串行数据通信协议，仅使用两根信号线：SerialClock（简称SCL）和SerialData（简称SDA）。

IIC是总线结构，1个Master，1个或多个Slave，各Slave设备以7位地址区分，地址后面再跟1位读写位，表示读（=1）或者写（=0），所以我们有时也可看到8位形式的设备地址，此时每个设备有读、写两个地址，高7位地址其实是相同的。

IIC数据格式如下：

无数据：SCL=1，SDA=1；

开始位（Start）：当SCL=1时，SDA由1向0跳变；

停止位（Stop）：当SCL=1时，SDA由0向1跳变；

数据位：当SCL由0向1跳变时，由发送方控制SDA，此时SDA为有效数据，不可随意改变SDA；

当SCL保持为0时，SDA上的数据可随意改变；

地址位：定义同数据位，但只由Master发给Slave；

应答位（ACK）：当发送方传送完8位时，发送方释放SDA，由接收方控制SDA，且SDA=0；

否应答位（NACK）：当发送方传送完8位时，发送方释放SDA，由接收方控制SDA，且SDA=1。

当数据为单字节传送时，格式为：

开始位，8位地址位（含1位读写位），应答，8位数据，应答，停止位。

当数据为一串字节传送时，格式为：

开始位，8位地址位（含1位读写位），应答，8位数据，应答，8位数据，应答，……，8位数据，应答，停止位。

需要注意的是：

1、SCL一直由Master控制，SDA依照数据传送的方向，读数据时由Slave控制SDA，写数据时由Master控制SDA。当8位数据传送完毕之后，应答位或者否应答位的SDA控制权与数据位传送时相反。

2、开始位“Start”和停止位“Stop”，只能由Master来发出。

3、地址的8位传送完毕后，成功配置地址的Slave设备必须发送“ACK”。否则否则一定时间之后Master视为超时，将放弃数据传送，发送“Stop”。

4、当写数据的时候，Master每发送完8个数据位，Slave设备如果还有空间接受下一个字节应该回答“ACK”，Slave设备如果没有空间接受更多的字节应该回答“NACK”，Master当收到“NACK”或者一定时间之后没收到任何数据将视为超时，此时Master放弃数据传送，发送“Stop”。

5、当读数据的时候，Slave设备每发送完8个数据位，如果Master希望继续读下一个字节，Master应该回答“ACK”以提示Slave准备下一个数据，如果Master不希望读取更多字节，Master应该回答“NACK”以提示Slave设备准备接收Stop信号。

6、当Master速度过快Slave端来不及处理时，Slave设备可以拉低SCL不放（SCL=0将发生“线与”）以阻止Master发送更多的数据。此时Master将视情况减慢或结束数据传送。

下面是本人编写的单片机普通IO口模拟IIC总线的程序源代码：

[cpp] view
plaincopy

/*

************************************************************************************

Fuction:GPIO模拟iic bus，实现与AT24C02的数据通信

PS:该源代码是以STC89C52为平台编写的，可通过修改包含的头文件以适用于所有51系列单片机

SD:Jason

************************************************************************************

*/

#include <reg52.h>

#include <string.h>

sbit sda = P2^0;

sbit scl = P2^1;

unsigned char table1[11]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

unsigned char table2[11];

void init();

void somenop();

void delay(unsigned char);

void start();

void stop();

void send_ack(unsigned char);

unsigned char rec_ack();

void write_byte(unsigned char);

unsigned char read_byte();

unsigned char write_add(unsigned char,unsigned char *,unsigned char);

unsigned char read_add(unsigned char,unsigned char *,unsigned char);

void main()

{

init();

write_add(0x10,table1,10);

delay(100);

read_add(0x10,table2,10);

while(1);

}

//端口初始化

void init()

{

memset(table2,0,sizeof(table2));

sda = 1;

scl = 1;

somenop();

}

//起始信号

void start()

{

sda = 1;

somenop();

scl = 1;

somenop();

sda = 0;

somenop();

}

//终止信号

void stop()

{

sda = 0;

somenop();

scl = 1;

somenop();

sda = 1;

somenop();

}

//主机发送应答信号

void send_ack(unsigned char ack)

{

scl = 0;

somenop();

sda = ack;

somenop();

scl = 1;

somenop();

scl = 0;

somenop();

sda = 1;

somenop();

}

//主机接收应答信号

unsigned char rec_ack()

{

scl = 1;

somenop();

if(sda == 1)

{

scl = 0;

delay(1);

scl = 1;

if(sda == 1)

return 1;

}

else

return 0;

}

//写一个字节

void write_byte(unsigned char dat)

{

unsigned char i,a;

a = dat;

for(i=0;i<8;i++)

{

a = a<<1;

scl = 0;

somenop();

sda = CY;

somenop();

scl = 1;

somenop();

}

scl = 0;

somenop();

sda = 1;

somenop();

}

//读一个字节

unsigned char read_byte()

{

unsigned char i,a;

scl = 0;

somenop();

sda = 1;

somenop();

for(i=0;i<8;i++)

{

scl = 1;

somenop();

a = (a<<1)|sda;

scl = 0;

somenop();

}

return a;

}

//向add地址写入len长度的dat数据

unsigned char write_add(unsigned char add,unsigned char *dat,unsigned char len)

{

unsigned char flag,i;

start();

write_byte(0xa0);

if(rec_ack() == 0)

{

write_byte(add);

if(rec_ack() == 0)

{

for(i=0;i<len;i++)

{

write_byte(dat[i]);

if(rec_ack() == 1)

{

i = 0;

break;

}

}

if(i == len)

flag = 1;

}

}

stop();

return flag;

}

//从add地址读出len长度的数据给dat

unsigned char read_add(unsigned char add,unsigned char *dat,unsigned char len)

{

unsigned char flag,i;

start();

write_byte(0xa0);

if(rec_ack() == 0)

{

write_byte(add);

if(rec_ack() == 0)

{

start();

write_byte(0xa1);

if(rec_ack() == 0)

{

for(i=0;i<len;i++)

{

dat[i] = read_byte();

send_ack(0);

}

flag = 1;

send_ack(1);

somenop();

}

}

}

stop();

return flag;

}

//delay 5us

void somenop()

{;;}

//delay x ms

void delay(unsigned char x)

{

unsigned char y,z;

for(y=x;y>0;y--)

for(z=110;z>0;z--);

}