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本实例意在了解I2C总线的接口电路设计，IC总线数据的写入和读出。由于51单片机没有内置I2C模块，所以本实例中我们使用51单片机的I/O口模拟I2C总线的读写。
1.2. 设计思路
在单片机系统设计中，完成一个功能的前提是首先了解该功能的实现原理，其次要知道完成该功能的电路设计，第三是能够实现编程控制。所以本例中我们要首先了解I2C器件的基础知识，以此进行电路设计，最后编程实现预期的功能。
1.3. 基础知识
I2C总线是一种双向二进制总线，用于连接单片机和外围设备，是单片机应用系统中应用较多的串行总线之一。
目前有很多外围器件都是IC2总线，例如常见的EEPROM存储器AT24系列，日历时钟芯片PCF8563,DS1302，LCD驱动器PCF8576，AD转换器PCF8591等。
1.3.1. I2C总线接口
I2C只有两根信号线：SDA-双向数据/地址线；SCL-串行时钟线。I2C总线上可以连接多个I2C器件，如下图所示。
图2 I2C总线连接示意图
需要说明的是，I2C总线的接口是开漏型的，其目的就是为了能够连接多个相同器件。所以进行I2C总线的电路设计时，需要加上拉电阻，如图所示。
既然I2C总线上可以挂多个器件，那么这些器件怎么一一识别呢？我们以AT24C02为例来说明。如下图所示。
A0，A1，A2作为地址设置端口，可以将这三个端口分别连接不同的电平，这样就能区别了。
前面我们学习的RS-232串口通信的数据发送和接收分别用不同的线，一根专门用来发送数据，另一根专门用来接收数据。而I2C总线的数据发送和接收都使用同一根线。I2C总线通信时，有主器件和从器件的区别。当某个器件向总线上发送数据时，这个器件就是主器件，而当这个器件从总线上接收数据时，它又变成了从器件。因此对于参与I2C通信的器件，主器件和从器件是相对的。
1.3.2. I2C总线器件的地址
前面我们已经说过，I2C总线上可以挂接多个器件，每个器件都必须有唯一的地址，这样才能确保总线通信的正确性。I2C总线上所以期间的地址都按照一定的规范来设定。器件地址由7位二进制位组成，然后与一位读写控制位（方向位）合成一个字节的寻址字节（对于存储容量大的，寻址字节之外还要有高地址字节）。
寻址字节
1.3.3. I2C总线上的时钟信号
I2C总线上的数据传输必须在时钟信号的驱动下进行。
1.3.4. I2C总线的传输协议
1.3.4.1. 起始和结束条件
如下图所示。在数据传送时，必须确认数据传送的开始和结束。
I2C总线的开始和停止
开始条件
SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变。开始传送数据。
结束条件
SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变。结束传送数据。
1.3.4.2. 数据格式
开始信号发出后，主器件送出的第一个字节是用来发送从器件地址的。数据的发送是按照字节数据高位在前，低位在后的原则发送的。前7位是地址码，第8位是方向位（通俗来说就是读写控制位，对于主器件来说，读数据是从从器件获得数据，写数据是向从器件发送数据）。I2C总线上的所以器件在收到开始信号后，将收到的第一个字节的数据与自己的地址比较，如果地址一致，则该器件被选定，然后该器件根据方向位进行数据的接收还是发送操作。
I2C总线数据传送采用时钟脉冲逐位串行传送方式。时序图如下。在SCL的低电平期间，SDA线上的数据可以变化。SCL高电平器件，SDA线上的数据必须保持不变。因为此时SDA状态的改变已被用来表示起始和结束条件。
I2C器件的数据交互
1.3.4.3. 响应
I2C总线协议规定，每传送一个字节数据（包括地址和命令）完毕，都要有一个应答信号ACK，以确定数据传送是否正确。应答位的时钟脉冲由主器件产生，主器件需要在应答脉冲的高电平期间释放数据线SDA，转由从器件控制。通常的做法是从器件在这个时钟期间必须向SDA发送一个低电平，以产生有效的应答信号。表示接受正常，若接收不正常或不能产生应答信号，则保持SDA为高电平，此时，主器件产生一个停止信号，使传送异常结束。
1.4. 电路设计
本实例使用常见的EEPROM存储器AT24C02。该芯片引脚图如下所示。
其中SCL-时钟线；SDA-数据线；WP-写保护，当该引脚接高电平，不允许写入数据，接地，不允许写入数据；A2A1A0-地址输入端，可通过接高电平或低电平确定芯片地址。
AT24C02引脚图
本实例的电路如图1所示。电路中单片机的P3.4和P3.4连接I2C器件AT24C02。P0口和P2口分别连接两个LED排，用于指示将要写入和读出的数据。
1.5. 程序设计
本实例程序代码如下。
本程序实现的功能是，讲一个数据写入到I2C器件AT24C02的相应地址，同时将要写入的数据通过连接在P0口的8个发光二极管显示，然后读出该位置的数据，并通过连接P2口的8个发光二极管显示。
#include<AT89x51.h> //#include<intrins.h> //#defineOP_READ0xa1// #defineOP_WRITE 0xa0// Æ÷¼þµØÖ·ÒÔ¼°Ð´Èë²Ù×÷,0xa1¼´Îª1010 0000Bsbit SDA=P3^4; //½«´®ÐÐÊý¾Ý×ÜÏßSDA붨ÒåÔÚΪP3.4Òý½Åsbit SCL=P3^3; //½«´®ÐÐʱÖÓ×ÜÏßSDA붨ÒåÔÚΪP3.3Òý½Å/*****************************************************º¯Êý¹¦ÄÜ£ºÑÓʱ1ms(3j+2)*i=(3¡Á33+2)¡Á10=1010(΢Ãë)£¬¿ÉÒÔÈÏΪÊÇ1ºÁÃë***************************************************/void delay1ms();/*****************************************************º¯Êý¹¦ÄÜ£ºÑÓʱÈô¸ÉºÁÃëÈë¿Ú²ÎÊý£ºn***************************************************/ void delaynms(unsigned int n);//ÒÔÏÂÊǶÔAT24C02µÄ¶Áд²Ù×÷³ÌÐòvoid start();void stop();unsigned char ReadData();bit WriteCurrent(unsigned char y);void WriteSet(unsigned char add, unsigned char dat);unsigned char ReadCurrent();unsigned char ReadSet(unsigned char set_add);/*********************************************************************º¯Êý¹¦ÄÜ£ºÖ÷º¯Êý***********************************************************************/ void main(void) { unsigned char sum=0x01; //´¢´æ¼ÆÊýÖµ unsigned char x=0; //´¢´æ´ÓAT24C02¶Á³öµÄÖµ P0=0xff; while(1) //ÎÞÏÞÑ»·{ P0=sum; WriteSet(0x01,sum); //½«¼Æ¼þֵдÈëAT24C02ÖеÄÖ¸¶¨µØÖ·"0x01" x=ReadSet(0x01); //´ÓAT24C02ÖжÁ³ö¼Æ¼þÖµP2=x; delaynms(300); sum++;P0=sum; WriteSet(0x01,sum); //½«¼Æ¼þֵдÈëAT24C02ÖеÄÖ¸¶¨µØÖ·"0x01" x=ReadSet(0x01); //´ÓAT24C02ÖжÁ³ö¼Æ¼þÖµP2=x; delaynms(300); }}/*****************************************************º¯Êý¹¦ÄÜ£ºÑÓʱ1ms(3j+2)*i=(3¡Á33+2)¡Á10=1010(΢Ãë)£¬¿ÉÒÔÈÏΪÊÇ1ºÁÃë***************************************************/void delay1ms(){ unsigned char i,j; for(i=0;i<10;i++) for(j=0;j<33;j++) ; }/*****************************************************º¯Êý¹¦ÄÜ£ºÑÓʱÈô¸ÉºÁÃëÈë¿Ú²ÎÊý£ºn***************************************************/ void delaynms(unsigned int n) { unsigned int i;for(i=0;i<n;i++) delay1ms(); }/*******************************************************************************ÒÔÏÂÊǶÔAT24C02µÄ¶Áд²Ù×÷³ÌÐò********************************************************************************//***************************************************º¯Êý¹¦ÄÜ£º¿ªÊ¼Êý¾Ý´«ËÍ***************************************************/void start()// ¿ªÊ¼Î»{SDA = 1; 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//µÈ´ýÒ»¸ö»úÆ÷ÖÜÆÚ _nop_(); //µÈ´ýÒ»¸ö»úÆ÷ÖÜÆÚ _nop_(); //µÈ´ýÒ»¸ö»úÆ÷ÖÜÆÚ _nop_(); //µÈ´ýÒ»¸ö»úÆ÷ÖÜÆÚ ack_bit = SDA; //½ÓÊÜÉ豸£¨AT24Cxx)ÏòSDAË͵͵çƽ£¬±íʾÒѾ½ÓÊÕµ½Ò»¸ö×Ö½Ú //ÈôË͸ߵçƽ£¬±íʾûÓнÓÊÕµ½£¬´«ËÍÒì³£SCL = 0; //SCLΪµÍµçƽʱ£¬SDAÉÏÊý¾Ý²ÅÔÊÐí±ä»¯(¼´ÔÊÐíÒÔºóµÄÊý¾Ý´«µÝ£©return ack_bit;// ·µ»ØAT24CxxÓ¦´ðλ}/***************************************************º¯Êý¹¦ÄÜ£ºÏòAT24CxxÖеÄÖ¸¶¨µØַдÈëÊý¾ÝÈë¿Ú²ÎÊý£ºadd (´¢´æÖ¸¶¨µÄµØÖ·£©£»dat(´¢´æ´ýдÈëµÄÊý¾Ý£©***************************************************/void WriteSet(unsigned char add, unsigned char dat)// ÔÚÖ¸¶¨µØÖ·addr´¦Ð´ÈëÊý¾ÝWriteCurrent{start(); //¿ªÊ¼Êý¾Ý´«µÝWriteCurrent(OP_WRITE); //Ñ¡ÔñÒª²Ù×÷µÄAT24CxxоƬ£¬²¢¸æÖªÒª¶ÔÆäдÈëÊý¾ÝWriteCurrent(add); //дÈëÖ¸¶¨µØÖ·WriteCurrent(dat); //Ïòµ±Ç°µØÖ·£¨ÉÏÃæÖ¸¶¨µÄµØÖ·£©Ð´ÈëÊý¾Ýstop(); //Í£Ö¹Êý¾Ý´«µÝdelaynms(4); //1¸ö×Ö½ÚµÄдÈëÖÜÆÚΪ1ms, ×îºÃÑÓʱ1msÒÔÉÏ}/***************************************************º¯Êý¹¦ÄÜ£º´ÓAT24CxxÖеĵ±Ç°µØÖ·¶ÁÈ¡Êý¾Ý³ö¿Ú²ÎÊý£ºx (´¢´æ¶Á³öµÄÊý¾Ý£© ***************************************************/unsigned char ReadCurrent(){unsigned char x;start(); //¿ªÊ¼Êý¾Ý´«µÝWriteCurrent(OP_READ); //Ñ¡ÔñÒª²Ù×÷µÄAT24CxxоƬ£¬²¢¸æÖªÒª¶ÁÆäÊý¾Ýx=ReadData(); //½«¶ÁÈ¡µÄÊý¾Ý´æÈëxstop(); //Í£Ö¹Êý¾Ý´«µÝreturn x; //·µ»Ø¶ÁÈ¡µÄÊý¾Ý}/***************************************************º¯Êý¹¦ÄÜ£º´ÓAT24CxxÖеÄÖ¸¶¨µØÖ·¶ÁÈ¡Êý¾ÝÈë¿Ú²ÎÊý£ºset_add³ö¿Ú²ÎÊý£ºx ***************************************************/unsigned char ReadSet(unsigned char set_add)// ÔÚÖ¸¶¨µØÖ·¶ÁÈ¡{start(); //¿ªÊ¼Êý¾Ý´«µÝWriteCurrent(OP_WRITE); //Ñ¡ÔñÒª²Ù×÷µÄAT24CxxоƬ£¬²¢¸æÖªÒª¶ÔÆäдÈëÊý¾ÝWriteCurrent(set_add); //дÈëÖ¸¶¨µØÖ·return(ReadCurrent()); //´ÓÖ¸¶¨µØÖ·¶Á³öÊý¾Ý²¢·µ»Ø}
1.6. 实例仿真
编写程序代码，编译生成HEX文件，将HEX文件装载到proteus电路的单片机中，开始仿真，连接在P0口和P2口的两组发光二极管，看看他们显示的是否一致。
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1.7. 总结
通过本例，我们学习了I2C总线的原理、电路设计、编程方法。
2、血型配对表
血型配对表
1、A型和A型——A型、O型；
2、A型和B型——A型、B型、O型、AB型；
3、A型和AB型——A型、B型、AB型；
4、A型和O型——A型、O型；
5、B型和A型——A型、B型、O型、AB型；
6、B型和B型——B型、O型；
7、B型和AB型——A型、B型、AB型；
8、B型和O型——B型、O型；
9、O型和A型——O型、A型；
10、O型和B型——O型、B型；
11、O型和AB型——A型、B型；
12、O型和O型——O型；
13、AB型和A型——A型、B型、AB型；
14、AB型和B型——A型、B型、AB型；
15、AB型和AB型——A型、B型、AB型；
16、AB型和O型——A型、B型；
17、AB型和其他型——A型、B型而不能为O型。
血型配对表
1、A型和A型——A型、O型；
2、A型和B型——A型、B型、O型、AB型；
3、A型和AB型——A型、B型、AB型；
4、A型和O型——A型、O型；
5、B型和A型——A型、B型、O型、AB型；
6、B型和B型——B型、O型；
7、B型和AB型——A型、B型、AB型；
8、B型和O型——B型、O型；
9、O型和A型——O型、A型；
10、O型和B型——O型、B型；
11、O型和AB型——A型、B型；
12、O型和O型——O型；
13、AB型和A型——A型、B型、AB型；
14、AB型和B型——A型、B型、AB型；
15、AB型和AB型——A型、B型、AB型；
16、AB型和O型——A型、B型；
17、AB型和其他型——A型、B型而不能为O型。
血型配对表
夫妻血型配对表
1、丈夫A+妻子A 最般配的夫妻，看上去关系平淡，仅两人时十分亲密。
2、丈夫A +妻子O，死板的夫妻，墨守陈规，拘泥于习惯。
3、丈夫A+妻子B，地位颠倒的夫妻，丈夫被妻子的行动所控制。
4、丈夫A+妻子AB，做游戏似的夫妻，妻子完全依赖于丈夫。
5、丈夫B +妻子B，我行我素的夫妻，不为将来忧虑。
6、丈夫B+妻子O，女人做主的夫妻，妻子以实力压制丈夫。
7、丈夫B+妻子A，饶舌的夫，以口角为消遣。
8、丈夫B+妻子AB，能干的夫妻，在各自道路上求得发展。
9、丈夫O+妻子O，互相竞争的夫妻，往往彼此制约。
10、丈夫O +妻子A，男人做主的夫妻，丈夫专心于工作，妻子操持家务。
11、丈夫O+妻子 B，扰人的夫妻，争吵是和睦的证明。
12、丈夫O+妻子AB，绝情的夫妻，钱尽情绝。
13、丈夫AB +妻子AB，难以理解的夫妻，过于接近而觉得气闷。
14、丈夫AB+妻子A，依赖妻子的夫妻，丈夫把妻子当作母亲的替身。
15、丈夫AB+妻子O，迥异的夫妻，彼此间需要保持一段距离。
16、丈夫AB+妻子B ，爱之奴式夫妻，妻子离不开丈夫。
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