SCL OUT SCLK IN
DATA OUT DATA IN 器 件 1#
SCL OUT SCLK IN
DATA OUT DATA IN 器 件 2#
图13-1 I2C总线的基本结构
2总线信息传送 3. I C
图13-2 I2C总线信息传送图 开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。 结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。 开始信号和结束信号之间传送的是信息，信息的字节数没有限制，但每个 字节必须为8位，高位在前，低位在后。数据线SDA上每一位信息状态的 改变只能发生在时钟线SCL为低电平的期间
VCC LED9 LED10
1 2 3 4 5 6 7 8 9
VCC U1
39 38 37 36 35 34 33 32
P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27
RP2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
LED11 LED12 LED13 LED14
P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD
SDA：串行数据/地址线。它是一个双向传输线，用于传送地址和所有数据的发送或 接收。它是一个漏极开路端，因此要求接一个上拉电阻到Vcc端（速率为100KHz时 电阻为10K，400KHz时为1K）。对于一般的数据传输，仅在SCL为低电平期间 SDA才允许变化。SCL为高电平期间，留给开始信号（START）和停止信号（STOP） A0、A1、A2：器件地址输入端。这些输入端用于多个器件级联时设置器件地址， 当这些脚悬空时默认值为0（CAT24WC01除外）。 WP：写保护。如果WP管脚连接到VCC，所有的内容都被写保护（只能读）。 当WP管脚连接到VSS或悬空，允许对器件进行正常的读/写操作。
XTAL1 XTAL2
19 1 18
P20
RP4 LED25 LED26 LED27 LED28 LED29 LED30 LED31 LED32
2 3 4 5 6 7 8 9
P21
RST
9
P22
1K*8
RESPACK-8
LED15 LED16 U2
1 2 3 A0 A1 A2 SCK SDA WP 6 5 7
（3）同步时钟允许器件以不同的波特率进行通信。 （4）同步时钟可以作为停止或重新启动串行口发送的握手信号。
（5）串行的数据传输位速率在标准模式下可达100kbps，快速模式下可达400kbps 高速模式下可达3.4Mbps。
2 2．I C 总线的基本结构
+VCC RP SDA SCL SCL SDA SCL SDA RP
器件地址码格式
D7 D6 D5 D4 D3 片选 D2 D1 D0 R/W 器件类型码
I2C总线器件AT24CXX系列器件的地址为1010 4. I2C总线读、写操作 （1）当前地址读
（2）指定单元读
（3）指定单元写
二、AT24C02存储器的软硬件设计
1. AT24C02简介
AT24C02是美国ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM， 它内含256×8位存储空间 图13-3 AT24C02 SCL：串行时钟线。这是一个输入管脚，用于形成器件所有数据发送或接收的时钟。
第十三章 常见串行总线
河工科技
瓮嘉民制作
第十三章 常见串行总线
第一节 I2 C总线及其应用 第二节 SPI总线及其应用
第三节 单总线温度传感器DS18B20
本章主要讲述了I2C、SPI和单总线三种单片机串行接口总线 及其典型芯片24C02、DS1302和DS18B20的应用。
第一节 I C总线及其应用
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图13-9 AT24C02读写原理图和仿真效果图
第二节 SPI总线及其应用
一、SPI总线简介
SPI总线又称为同步串行外设接口，是一种符合工业标准、全双工、三线或 四线通信方式的总线系统。它允许MCU与各种外围设备以串行方式进行通信。 在SPI接口中，数据的传输需要一条时钟线，一条数据线和一条控制线 （有些芯片需要两条控制线）。SPI可以工作在主模式下或从模式下。 在主模式下每位数据发送/接收需要一个时钟周期。 二、DS1302实时时钟芯片 1．DS1302的主要性能指标 （1）DS1302实时时钟具有能计算2100年之前的秒、分、时、日、日期、星期、 月、年的能力，还有闰年调整的能力。 （2）内部含有31个字节静态RAM，可提供用户访问。 （3）采用串行数据传送方式，使得管脚数量最少，简单3 线接口。 （4）工作电压范围宽：2.0～5.5V。（5）工作电流：2.0V时，小于300nA。 （6）时钟或RAM数据的读/写有两种传送方式：单字节传送和多字节传送方式。 （7）采用8脚DIP封装或SOIC封装。（8）与TTL兼容，Vcc=5V。
一、I2C总线简介 1．I2C总线的主要特点 I2C总线是由PHILIPS公司开发一种简单、双向二线制同步串行总线。 （1）总线只有两根线，即串行时钟线（SCL）和串行数据线（SDA。
2
（2）每个连接到总线上的都有一个用于识别的器件地址，器件地址由芯片 内部硬件电路和外部地址引脚同时决定，避免了片选线的连接方法，并建立简单 主从关系，每个器件既可以作为发送器，又可以作为接收器。
VCC：电源线。VSS：地线。
2. AT24C02写操作 （1）字节写
（2）页写
图13-5 页写时序
（3）应答查询 如果AT24C02/04/08/16 正在进行内部写操作，不会发送应答信号。如果 AT24C02/04/08/16 已经完成了内部自写周期，将发送一个应答信号， 主器件可以继续进行下一次读写操作。 （4）写保护 当WP管脚接高电平时，整个寄存器区全部被保护起来而变为只可读取。
3. AT24C02读操作 （1）立即地址读
（2)选择读
图13-7 选择读时序 （3）连续读。
4. 24C02应用举例 例13.1 利用单片机将数据串“0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0xff” 写入AT24C02，然后依次将其读出并送P0口和P2进行显示。 试用C语言编写程序，并用Proteus仿真。 解： 硬件仿真设计如图13-9所示，其所需元件如表13-1所列。
21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17
AT89C51
PSEN ALE EA 29 30 31
P23
RESPACK-8
1K*8
P24
24C02C
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
1 2 3 4 5 6 7 8