C51单片机模拟I2C总线驱动程序设计

/********************************** I2C总线驱动 ********************************
模块名：I2C总线驱动 型号：I2C
功能描述：
        此模块包括发送数据及接收数据，应答位发送，并提供了几个直接面对器件的操作
    函数，能很方便的与用户程序进行连接并扩展。需要注意的是，函数是采用延时方法产
    生 SCL 脉冲，对高晶振频率要做一定的修改！！在写E2PROM的时候一定要延时！！！
说明：
    1us机器周期，晶振频率要小于12MHz
    返回 1 则操作成功，返回 0 则操作失败。
    sla 为器件从地址，suba 为器件子地址。
*******************************************************************************/
#include "AT89X52.h"
#include <intrins.h>
#define SomeNOP(); {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}    //定义空指令

sbit SDA = P1^;    //模拟I2C数据传输位
sbit SCL = P1^;    //模拟I2C时钟控制位
bit bdata I2C_Ack;    //应答标志位

/************************************ I2C_Start *********************************
函数名：void I2C_Start() 入口： 出口：
功能描述：启动I2C总线，即发送I2C初始条件
解释: 在I2C总线协议中规定的起始位格式是:在SCL高电平期间,SDA发生从高到低的电平跳变.它与其它数据格式的区别在于,协议中规定有效的数据必须在SCL的高电平期间保持不变,只有在SCL的低电平期间才能发生跳变.所以这一有别与其它格式的数据才能做为起始位.
调用函数：
全局变量：
*******************************************************************************/
void I2C_Start()
{
    SDA = ;    //发送起始条件的数据信号
    _Nop();
    SCL = ;
    SomeNOP();    //起始条件建立时间大于4.7us,延时
    SDA = ;    //发送起始信号
    SomeNOP();    //起始条件建立时间大于4us,延时
    SCL = ;    //钳住I2C总线准备发送或接收数据
    /******解释:I2C总线在空闲状态下都是被上拉为高电平的,所以当它们处于低电平时就表示忙的状态.***/
    _nop_();
    _nop_();
}

/************************************ I2C_Stop *********************************
函数名：void I2C_Stop() 入口： 出口：
功能描述：结束I2C总线，即发送I2C结束条件
解释:
    同起始条件的格式类似,结束条件的格式是在SCL高电平期间,SDA由低电平向高电平跳变.
调用函数：
全局变量：
*******************************************************************************/
void I2C_Stop()
{
    SDA = ;    //发送结束条件的数据信号
    _Nop();
    SCL = ;    //发送结束条件的时钟信号
    SomeNOP();    //结束条件建立时间大于4us,延时
    SDA = ;    //发送I2C总线结束信号
    SomeNOP();
}                                        

/************************************ I2C_CheckAck *****************************
函数名：bit I2C_CheckAck(void) 入口： 出口：0（无应答），1（有应答）
功能描述：
    检验I2C总线应答信号，有应答则返回1，否则返回0，超时值取255.
解释:
    I2C总线协议中规定传输的每个字节之后必须跟一个应答位,所以从器件在接收到每个
字节之后必须反馈一个应答信号给主控制器,而主控制器就需要检测从器件回传的应答信号,
根据其信息做出相应的处理.另外,主从之别是相对的,接收数据的即为从,发送数据的及为主.
再看看应答信号的格式:在由发送器产生的时钟响应周期里,发送器先释放SDA(置高),然后由
接受器将SDA拉低,并在这个时钟脉冲周期的高电平期间保持稳定的低电平.即表示从器件做
出了应答.
调用函数：void I2C_Stop()
全局变量：
*******************************************************************************/
bit I2C_CheckAck(void)
{
    uchar errtime = ; // 因故障接收方无 Ack,超时值为255
    SDA = ; //发送器先释放SDA
    SomeNOP();
    SCL = ;
    SomeNOP(); //时钟电平周期大于 4 us
    while(SDA) //判断SDA是否被拉低
    {
        errtime--;
        )
        {
            I2C_Stop();
            );
        }
    }
    SCL = ;
    _nop_();
    );
}

/************************************ I2C_SendB ********************************
函数名：void I2C_SendB(uchar c)
入口：uchar 型数据
出口：
功能描述：
    字节数据传送函数，将数据 c 发送出去，可以是地址，也可以是数据，发完后等待
应答，并对 此状态位进行操作
注意:
    在传送数据时,数据(SDA)的改变只能发生在SCL的低电平期间,在SCL的高电平期间保持不变
调用函数：bit I2C_CheckAck()
全局变量：I2C_Ack
*******************************************************************************/
void I2C_SendB(uchar c)
{
    uchar BitCnt;
    ; BitCnt<; BitCnt++) //要传送的数据长度为8位
    {
        if((c<<BitCnt)&0x80)    //判断发送位(从高位起发送)
        {
            SDA = ;
        }
        else
        {
            SDA = ;
        }
        _nop_();
        _nop_();
        SCL = ;                //置时钟线为高通知被控器开始接收数据位
        SomeNOP();                //保证时钟高电平周期大于 4us
        SCL = ;
    }
    _nop_();
    _nop_();
    I2C_Ack = I2C_CheckAck();    //检验应答信号,作为发送方,所以要检测接收器反馈的应答信号.
    _nop_();
    _nop_();
}

/************************************ I2C_RcvB *********************************
函数名：uchar I2C_RcvB()
入口：
出口：uchar型数据
功能描述：
    接收从器件传来的数据，并判断总线错误（不发应答信号），收完后需要调用应答函数。
调用函数：
全局变量：
*******************************************************************************/
uchar I2C_RcvB()
{
    uchar retc;
    uchar BitCnt; //位
    retc = ;
    SDA = ; //置数据总线为输入方式,作为接收方要释放SDA.
    ;BitCnt<;BitCnt++)
    {
        _nop_();
        SCL = ;            //置时钟线为低准备接收数据位
        SomeNOP();            //时钟低电平周期大于4.7us
        SCL = ;            //置时钟线为高使数据有效
        _nop_();
        _nop_();
        retc = retc<<; 

        )
        {
            retc = retc + ;//读数据位，接收的数据放入retc中
        }
        _nop_();
        _nop_();
    }
    SCL = ;
    _nop_();
    _nop_();
    return(retc);
}        

/************************************ I2C_Ackn *********************************
函数名：void I2C_Ackn(bit a)
入口：0或1
出口：
功能描述：
    主控制器进行应答信号（可以是应答或非应答信号）
说明:
    作为接收方的时候,必须根据当前自己的状态向发送器反馈应答信号
调用函数：
全局变量：
*******************************************************************************/
void I2C_Ackn(bit a)
{
    )        //在此发送应答或非应答信号
    {
        SDA = ;
    }
    else
    {
        SDA = ;
    }
    SomeNOP();
    SCL = ;
    SomeNOP();        //时钟电平周期大于 4 us
    SCL = ;        //清时钟线钳住I2C总线以便继续接收
    _nop_();
    _nop_();
}

/******************************** I2C_ISendB ***********************************
函数名：bit I2C_ISendB(uchar sla, uchar suba, uchar c)
入口：从器件地址 sla，子地址 suba, 发送字节 c
出口：0（操作有误），1（操作成功）
功能描述：
从启动总线到发送地址、数据，结束总线的全过程， 如果返回1，表示操作成功，否则操作有误。
调用函数：I2C_Start(),I2C_SendB(uchar c),I2C_Stop()
全局变量：I2C_Ack
*******************************************************************************/
bit I2C_ISendB(uchar sla, uchar suba, uchar c)
{
    I2C_Start();        //启动总线
    I2C_SendB(sla);        //发送器件地址
    if(!I2C_Ack)
    {
        );
    }
    I2C_SendB(suba);    //发送器件子地址
    if(!I2C_Ack)
    {
        );
    }
    I2C_SendB(c);        //发送数据
    if(!I2C_Ack)
    {
        );
    }                     

    I2C_Stop();            //结束总线
    );
}

/********************************** I2C_IRcvB **********************************
函数名：bit I2C_IRcvB(uchar sla, uchar suba, uchar *c)
入口：从器件地址 sla, 子地址 suba, 收到的数据在 c
出口：1（操作成功），0（操作有误）
功能描述：从启动总线到发送地址、读数据，结束总线的全过程。
调用函数： I2CS_tart(), I2C_SendB(uchar c), I2C_RcvB(), I2C_Ackn(bit a), I2C_Stop()
全局变量：I2C_Ack
创建者：陈曦
日期：2005-5-15
修改者：
日期：
*******************************************************************************/
bit I2C_IRcvB(uchar sla, uchar suba, uchar *c)
{
    I2C_Start();        //启动总线
    I2C_SendB(sla);
    if(!I2C_Ack)
    {
        );
    }
    I2C_SendB(suba);    //发送器件子地址
    if(!I2C_Ack)
    {
        );
    }
    I2C_Start();        //重复起始条件
    I2C_SendB(sla+);    //发送读操作的地址
    if(!I2C_Ack)
    {
        );
    }
    *c = I2C_RcvB();    //读取数据
    I2C_Ackn();        //发送非应答位
    I2C_Stop();            //结束总线
    );
}