原创 MCS－51单片机与二线制串行E2PROM的接口方法

摘　要：本文介绍二线制串行E²PROM的操作协议以及和MCS－51系列单片机的接口方法，着重讨论如何利用MCS－51的两条I／O线通过软件产生I²C总线所要求的操作时序，以实现MCS－51对二线制串行E²PROM的读写操作。电子园51单片机学习网;^]6]5Oxd[,j`$|
关键词：二线制串行EEPROM；I²C总线；主器件；从器件电子园51单片机学习网JytzF

q Gp'd0T0　　二线制串行E²PROM是一种非易失存储器，以其体积小、功耗低、操作灵活、性价比高、存储数据可靠等诸多优点，是单片机应用系统中非易失存储器的理想选择。但二线制串行E²PROM的操作采用I²C总线协议，而MCS－51系列单片机没有I²C接口，我们在研制“GLM－500测湿仪”时，利用MCS－51单片机的两条I／O线，通过软件产生I²C总线所要求的操作时序，可方便地实现MCS－51对二线制串行E²PROM的读写操作。电子园51单片机学习网1Q J9x iO7G\r:X

jP)N%n5k0x01　二线制串行E²PROM的引脚功能及基本操作时序

u X-`[WA6S)Dk0电子园51单片机学习网 o J A,G?W:H

　　图1是二线制串行E²PROM 24C01／02／04／08／16的引脚排列图。
j Y2bhv0　　仅SCL和SDA端为基本的总线操作端；SCL是串行时钟输入端；SDA是串行数据输入／输出端；漏极开路输出需接上拉电阻到V_DD；WP是写保护端，接高电平时，只能读出，禁止写入；A0、A1、A2是片选端，对于
C*~A uP'X0　　24C01／02／04／08／16，内部无连接，可接至V_SS。电子园51单片机学习网 }*y?:D i%k:Y(P.o8d

K_g ~'e^k}N0

电子园51单片机学习网-B0z?5Vgo+[

G*[Uc R0    I²C总线协议运用主／从双向通讯。发送数据到总线上的器件定义为发送器，接收数据的器件定义为接收器。主器件和从器件都可工作于接收器和发送器状态，但总线必须由主器件（通常为微处理器）控制，主器件产生串行时钟（SCL），控制总线上数据传送的方向，并产生开始和停止信号。电子园51单片机学习网LeYT}%Ea6f])P
　　总线从主器件产生开始条件后到产生停止条件期间有效，微处理器对串行E²PROM的读写操作在开始位控制下开始，在停止位控制下结束。电子园51单片机学习网4B5[&?"I.q.\"m:j'CD5M
　　当SCL和SDA均为高电平时，定义为总线空闲状态，数据的传送必须在总线空闲时才能开始。当SCL为高电平时，SDA由高到低的变化为传送数据的开始位；而当SCL为高电平时，SDA由低到高的变化为停止位。在开始条件以后，SDA上数据的改变必须在SCL为低电平期间进行，在SCL为高电平期间， SDA必须保持稳定。每传送一位数据，主器件必须发出一个时钟脉冲。开始与停止条件如图2所示。电子园51单片机学习网A X;[Wr1|

v5t'c$w"\s0

.T^1^4N#]:y Z0电子园51单片机学习网3][%QSCGPE)Z-H

　　一次读操作读出的字节数由主器件决定，没有限制，多到一次可以读出整个存储器的内容；而对于写操作，一次最多可以写入一个页面的字节数，如果超过了节），则前面接收到的数据将被覆盖。电子园51单片机学习网;i@,Dh*^)W1A
　　数据传送过程中，每接收一个数据，接收器必须产生一个低电平的确认信号，主器件必须产生一个与此确认位相应的时钟脉冲。
\w7UWa0Jc0　　开始位以后，主器件需送出8位的控制字节，其格式请参考有关的文献。电子园51单片机学习网N$iLC-a

2　接口方法
Hwol d"~t}0电子园51单片机学习网F6]+J(^7yFc{*_z
　　MCS－51系列单片机由于没有I²C总线接口，可利用两条I／O线P1．0和P1．1分别连至串行E²PROM的SCL和SDA端，通过软件产生E²PROM所要求的读写时序，MCS－51系列单片机与24C04的硬件连接如图3所示。

电子园51单片机学习网h9y-W;r)j!o.A3Q

f}fGH-T D#i I03　读写程序
D"b S;D lm A0电子园51单片机学习网0si0Ggc
　　MCS－51系列单片机对二线制串行E²PROM读写时，必须产生开始位，发送控制字节，控制数据传送，产生停止位。按照图3的连接，MCS－51系列单片机对24C04的读写程序如下：
(Y9n/fTvt0    ①字节读子程序电子园51单片机学习网Ag Se N([ pi
　　入口条件：R0中存放块内写入单元的地址；R1中存放待写入的数据；R2中存放控制字节。电子园51单片机学习网AP6q*lVo*|
BYWR：SETBP1．0　　；产生开始位

f4m2lEQN-q0

Ta#O:jR@W5t+u0          CLRP1．1电子园51单片机学习网\ G)X&p%@5I

Sr:L)yrn0          CLRP1．0
]&m3LN5x?@hxtU0          MOV A，R2　　；发送控制字节

$m ~&g(@A&X0

D&M#m { S:V c I0          LCALLSBWR

-k*T%M:DKg3R0

4h1O D+yQ] z&Y.D9n [.o0          SETBP1．1

$u5PC!W:K:S;I5vJr0电子园51单片机学习网/LVx%zQ MyY+x

          SETBP1．0

!a({`i;u(t0

1tCF-b!{0          NOP
F%in6xpK;VI:ls0          JBP1．1，BYWR
,vZ}%q^C;uCC*Q|0           　；判有无确认信号，接收器没确认重新开始

c,P A WGA0电子园51单片机学习网6c:i0J*ur6D

          CLRP1．0电子园51单片机学习网I E'r*vf
          MOV A，R0　　；发送块内写入字节地址电子园51单片机学习网3Mk+C%hRLv,uy

Yb]]?DaN0          LCALLSBWR电子园51单片机学习网2jH V6_^g

电子园51单片机学习网)H%Gj"Se be

          SETBP1．1电子园51单片机学习网fhH!h G#LyEP

电子园51单片机学习网$@(frpL

          SETBP1．0
#N ynEt0          JBP1．1，$　　；判确认信号电子园51单片机学习网/Rp8`J~;e
          CLRP1．0电子园51单片机学习网JVu*?'P&_,\7N;R
          MOV A，R1　　；发送写入数据

wD~ ThQqP)As0

)P({:pU*q1x0          LCALLSBWR电子园51单片机学习网f!XP2c]

电子园51单片机学习网^N"a gQ{:s~

          SETBP1．1 

9C3KTN#|Q!LX R0电子园51单片机学习网x FF q8yhw

          SETBP1．0电子园51单片机学习网'k B O:k:feHM
          JBP1．1，$　　；判确认信号  

-b0~_#nbm/S0电子园51单片机学习网6W8LZv#d h

          CLRP1．0电子园51单片机学习网.Wf6cC1S3cv9\
          CLRP1．1　　；产生停止位电子园51单片机学习网8_+Emu+m#k{

Yy7?R0M#O1G0          SETBP1．0

4p3ww$G-k.?_h0

"s^1SsJ I)?P0          SETBP1．1

%\:n`3p wI2I4Af0

!S\ U%Gg]0          CLRP1．0电子园51单片机学习网2z$qb X5h*kebHV

x [` j'dA3Gbd0 　     　RET电子园51单片机学习网!t4?0~9Y/y9I1YAi(j
②字节写子程序
dRg7z;CM5M}4E0　　入口条件：R0中存放块内读出字节的地址；R2中存放控制字节，其最低位为0。
{L4MDo fO[(}v"b&M0返回结果：读出的数据存于R1中。
h9w-W&IR;OaH^0    BYRD：SETBP1．0　　；产生开始位电子园51单片机学习网3|@7eFDH

X(?S0Oq(P?0          CLR P1．1电子园51单片机学习网5OA2q/UL.t

4BN m.qa0          CLR P1．0电子园51单片机学习网3e%P D vF
          MOV A，R2　　；发送控制字节

z^eW(jAN0电子园51单片机学习网6Ga Q V"lLc8_

          LCALLSBWR电子园51单片机学习网 TG%d*XJ

-T2\Z!{/{~;k0          SETBP1．1

8hf F$@+`'XYr1}0电子园51单片机学习网)n Y~ Wk5q

          SETBP1．0

5KH+Xm]*\RO7Xg0

0\ X R} ^T2G Y0          NOP
G%T4S#c i%a8@f3C*H7w0          JBP1．1,BYRD
"nc ut(OD0            　　；判确认信号，接收器未确认重新开始电子园51单片机学习网?)e F9j|5T gp:M

"kAE(eymV0          CLR P1．0电子园51单片机学习网;m^!q"X(h^u
          MOV A，R0　　；发送块内读出字节地址

3R H Z8Gh0

\`wg2|*]%{ }*^0          LCALLSBWR电子园51单片机学习网,k'}.x n+D9{6I(Y

9LeU|Ev0          SETBP1．1电子园51单片机学习网 h tY []/n8ER

电子园51单片机学习网Q Bq?E,?L

          SETBP1．0
\"c4HI5|4\0          JBP1．1，$　　；判确认信号

&L|^RQE ~(?/Z H0电子园51单片机学习网e+^I)a$@8l

          CLR P1．0　　；产生读开始位电子园51单片机学习网:TrI,D0XT

电子园51单片机学习网}y!Rx:zr [\q

          SETBP1．0

g#z2I,MF0n){0电子园51单片机学习网0EC b(Yp(R!q

          CLR P1．1电子园51单片机学习网 ZPX P+U*G7c.Qe

电子园51单片机学习网n1I X\g+G(?H

          CLR P1．0电子园51单片机学习网:d G jNH(kln
          MOV A，R2　　；发送控制字节

d#G!{"Di7j/Mj[!|*r+@0

!lH*H6k6Ehs;?0          SETBACC．0LCALLSBWR

8?%w1fIR[?u6p/d0

+z NN:\s0          SETBP1．1

P~B6S v0电子园51单片机学习网$T)mWH"p%II

          SETBP1．0电子园51单片机学习网z*zC \8X
          JBP1．1，$　　；判确认信号电子园51单片机学习网8h/V8J J-D

7qqW5hYe;{o?0          CLR P1．0
9W#NZD#Dn2`ch(D0        　MOV R7，＃8　　；接收8位数据

z Pv T%Jw0电子园51单片机学习网D gqv0];H

BYR1：SETBP1．0

#o7[9C%jX.z0电子园51单片机学习网Ha l.IR(P/~t{

      MOV C，P1．1

;}_|m AO|Jx0

;G(KP&z d2d@.U8d0      RLC ACLRP1．0

^`$PiW6QxY0

^F!x'Vb!p#c0　  DJNZR7，BYR1

G$A Z$Al0电子园51单片机学习网4g+C7F:]%a7~x3?w

   CLRP1．1
3y!? }4|Cq2M0   SETBP1．0　　；产生停止位电子园51单片机学习网Z4BA QFp!x4Xs

:k%T^Ky5s!?#n/i0      SETBP1．1电子园51单片机学习网Fd bK%P{ V$b)zk

%H-k[\ YEk0      CLRP1．0电子园51单片机学习网8M\yI't

xXq.b2j/e}:n0      MOV R1，A电子园51单片机学习网q,U1b[2s{t

Qx^ v$^W\0  　　RET电子园51单片机学习网{ ~8O p^
      SBWR：MOV R7，＃8电子园51单片机学习网*BP D5yJ'f H$I

电子园51单片机学习网y@qt"rKC+~U

      SB1： RLC A电子园51单片机学习网7fUNB0y
            MOVP1．1，C电子园51单片机学习网Nd,R2[*Y#Sv

6|j(j w4T4{2Q6b/BeE0            SETBP1．0
0uP%h)oj!i`{5F"j0            CLRP1．0电子园51单片机学习网wHJu%s1lh-MX X

电子园51单片机学习网nS2KBzv!D-I-M

            DJNZR7，SB1

3r!F ^;W2L:n&G;Hn!K)n0电子园51单片机学习网6J@7RstZ

            RET
/W$R-i3i+M|6uF5bu0　　以上子程序对二线制串行E²PROM读写可靠，提供入口条件后可直接调用，此外，串行E²PROM还可进行顺序读和页面写，限于篇幅，不再列出其程序。
LaC0w&f m,U~0电子园51单片机学习网{*faCw M\%i!o

xFX C#Nd0　欢迎访问无由电子开发网（技术文章在线阅读在线商城）

k_7_qmJ0


［1］　武汉力源单片机技术研究所．CMOS串行E2PROM原理及应用［M］．