一、概述
为了非常方便地对 I2C 从器件进行快速的、正确的读写操作,我们为此而设计出虚拟 I2C 总线操作平台软件包。本软件包是主方式下的虚拟 I2C 总线软件包，只要用户给子程序提供几个主要的参数，即可轻松地完成任何 I2C 总线外围器件的应用程序设计。
I2C 总线是 PHILIPS 公司推出的芯片间串行数据传输总线，2 根线(SDA、SCL)即可实现完善的全双工同步数据传送，能够十分方便地地构成多机系统和外围器件扩展系统。I2C 器件是把 I2C 的协议植入器件的 I/O 接口，使用时器件直接挂到 I2C 总线上,这一特点给用户在设计应用系统带来了极大的便利。I2C 器件无须片选信号，否选中是由主器件发出的 I2C 从地址决定的，而 I2C 器件的从地址是由 I2C 总线委员会实行统一发配。我们推出的 I2C 总线的操作平台软件包，只要你给出器件从地址[，子地址，注 PCF8574 无子地址 ] 即可进行字节读、字节写、多字节读、多字节写，能够非常方便地使用 I2C 器件，无须你介入底层的 I2C 操作协议。
二、编程序软件包
此软件包是用在单主 I2C 总线上，硬件接口是SDA、SCL，使用MCU 的 I/O 口来模拟 SDA/SCL 总线。设计有/无子地址的子程序是根据 I2C 器件的特点，目的在于将地址和数据彻底分开。软件包的接口界面为
IRDBYTE 无子地址 读单字节数据 现行地址读
IWRBYTE 无子地址 写单字节数据 现行地址写
IRDNBYTE 有子地址 读 N 字节数据
IWRNBYTE 有子地址 写 N 字节数据
说明：现行地址读/写即专指无子地址的器件，不给定子地址的读/写操作。
软件包占用内部资源：R0 R1 R2 R3 ACC Cy。
使用前须定义变量：SLA 器件从地址，SUBA 器件子地址，NUMBYTE 读/写的字节数，位变量 ACK
使用前须定义常量：SDA、SCL 总线位，MTD 发送数据缓冲区首址， MRD 接收数据缓冲区首址。
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;VI2C_ASM.ASM
;I2C 软件包的底层子程序，使用前要定义好 SCL 和 SDA。在标准 80C51 模式(12 Clock)下,对主频要求是;不高于 12MHz(1 个机器周期 1us);若 Fosc>12MHz,则要增加相应的 NOP 指令数.;在使用本软件包时,请在你的程序的未尾加入$INCLUDE (VI2C_ASM.ASM)即可
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;启动 I2C 总线子程序
START:
SETB SDA ;setb：一个指令周期，一个机器周期，1us
NOP ;nop：一个指令周期，一个机器周期，1us
SETB SCL ;起始条件建立时间大于 4.7us
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
CLR SDA ;clr：一个指令周期，1us
NOP ;起始条件锁定时大于 4us
NOP
NOP
NOP
NOP
CLR SCL ;钳住总线,准备发数据
NOP
RET ;ret：2个指令周期，2us
;结束总线子程序
STOP:
CLR SDA
NOP
SETB SCL ;发送结束条件的时钟信号
NOP ;结束总线时间大于 4us
NOP
NOP
NOP
NOP
SETB SDA ;结束总线
NOP ;保证一个终止信号和起始信号的空闲时间大于 4.7us
NOP
NOP
NOP
RET
;发送应答信号子程序
MACK:
CLR SDA ;将 SDA 置 0
NOP
NOP
SETB SCL
NOP ;保持数据时间 即 SCL 为高时间大于 4.7us
NOP
NOP
NOP
NOP
CLR SCL
NOP
NOP
RET
;发送非应答信号
MNACK:
SETB SDA ;将 SDA 置 1
NOP
NOP
SETB SCL
NOP
NOP ;保持数据时间,即SCL为高时间大于4.7us
NOP
NOP
NOP
CLR SCL
NOP
NOP
RET
; 检查应答位子程序
; 返回值,ACK=1 时表示有应答
CACK:
SETB SDA
NOP
NOP
SETB SCL
CLR ACK
NOP
NOP
MOV C,SDA
JC CEND ;jc：2个指令周期，2us
SETB ACK ;判断应答位
CEND:
NOP
CLR SCL
NOP
RET
;发送字节子程序
;字节数据放入 ACC
;每发送一字节要调用一次CACK子程序，取应答位
WRBYTE:
MOV R0,#08H
WLP:
RLC A ;取数据位 rlc：1个指令周期，1us
JC WR1
SJMP WR0 ;判断数据位 sjmp：2个指令周期，2us
WLP1:
DJNZ R0,WLP ;djnz：2个指令周期，2us
NOP
RET
WR1:
SETB SDA ;发送 1
NOP
SETB SCL
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
CLR SCL
SJMP WLP1
WR0:
CLR SDA ;发送 0
NOP
SETB SCL
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
CLR SCL
SJMP WLP1
;读取字节子程序
;读出的值在 ACC
;每取一字节要发送一个应答/非应答信号
RDBYTE:
MOV R0,#08H
RLP:
SETB SDA
NOP
SETB SCL ;时钟线为高，接收数据位
NOP
NOP
MOV C,SDA ;读取数据位
MOV A,R2
CLR SCL ;将SCL拉低，时间大于4.7us
RLC A ;进行数据位的处理
MOV R2,A
NOP
NOP
NOP
DJNZ R0,RLP ;未够8位，再来一次
RET
; 无子地址器件写字节数据
; 入口参数: 数据为 ACC 器件从地址SLA
; 占用: A R0 CY
IWRBYTE:
PUSH ACC
IWBLOOP:
LCALL START ;起动总线
MOV A,SLA
LCALL WRBYTE ;发送器件从地址
LCALL CACK
JNB ACK,RETWRB ;无应答则跳转
POP ACC ;写数据
LCALL WRBYTE
LCALL CACK
LCALL STOP
RET
RETWRB:
POP ACC
LCALL STOP
RET
;无子地址器件读字节数据
;入口参数: 器件从地址 SLA
;出口参数: 数据为 ACC
;占用 AR0 R2CY
IRDBYTE:
LCALL START
MOV A,SLA ;发送器件从地址
INC A
LCALL WRBYTE
LCALL CACK
JNB ACK,RETRDB
LCALL RDBYTE ;进行读字节操作
LCALL MNACK ;发送非应信号
RETRDB:
LCALL STOP ;结束总线
RET
; 向器件指定子地址写 N 个数据
; 入口参数: 器件从地址 SLA 器件子地址 SUBA发送数据缓冲区 MTD 发送字节数 NUMBYTE
; 占用AR0R1R3CY
IWRNBYTE:
MOV A,NUMBYTE
MOV R3,A
LCALL START ;起动总线
MOV A,SLA
LCALL WRBYTE ;发送器件从地址
LCALL CACK
JNB ACK,RETWRN ;无应答则退出
MOV A,SUBA ;指定子地址
LCALL WRBYTE
LCALL CACK
MOV R1,#MTD
WRDA:
MOV A,@R1
LCALL WRBYTE ;开始写入数据
LCALL CACK
JNB ACK,IWRNBYTE
INC R1
DJNZ R3,WRDA ;判断写完没有
RETWRN:
LCALL STOP
RET
;向器件指定子地址读取 N 个数据
;入口参数: 器件从地址 SLA 器件子地址 SUBA 接收字节数 NUMBYTE
;出口参数: 接收数据缓冲区 MTD
;占用 AR0R1R2R3CY
IRDNBYTE:
MOV R3,NUMBYTE
LCALL START
MOV A,SLA
LCALL WRBYTE ;发送器件从地址
LCALL CACK
JNB ACK,RETRDN
MOV A,SUBA ;指定子地址
LCALL WRBYTE
LCALL CACK
LCALL START ;重新起动总线
MOV A,SLA
INC A ;准备进行读操作
LCALL WRBYTE
LCALL CACK
JNB ACK,IRDNBYTE
MOV R1,#MRD
RDN1:
LCALL RDBYTE ;读操作开始
MOV @R1,A
DJNZ R3,SACK
LCALL MNACK ;最后一字节发非应答位
RETRDN:
LCALL STOP ;并结束总线
RET
SACK:
LCALL MACK
INC R1
SJMP RDN1
三、应用举例
;为软件包定义变量
ACK BIT 10H ;应答标志位
SLA DATA 50H ;器件从地址
SUBA DATA 51H ;器件子地址
NUMBYTE DATA 52H ;读/写的字节数
;使用前定义常量
SDA EQU P1. ;I2C总线定义
SCL EQU P1.
MTD EQU 30H ;发送数据缓冲区首址(缓冲区 30H-3FH)
MRD EQU 40H ;接收数据缓冲区首址(缓冲区 40H-4FH)
;定义器件地址
CSI24WCXX EQU 0A0H
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0080H
MAIN:
MOV R4,#0F0H ;延时，等待其它芯片复位好
DJNZ R4,$
;对24WCXX 指定单元进行写操作,指定的子地址放入SUBA，数据依次放入MTD缓冲区
WR24WCXX:
MOV SLA,#CSI24WCXX
MOV SUBA,#30H ;指定存储地址
MOV NUMBYTE,#01H ;写入一字节数据
MOV MTD,#58H ;写入的数据放入 MTD 缓冲区
LCALL IWRNBYTE
SJMP $ ;操作结束
;
$INCLUDE (VI2C_ASM.ASM) ;包含 VIIC 软件包
;
END