模拟I²C总线多主通信研究与软件设计

文章摘要：4 部分源代码本节是在MCU多主通信中的部分源代码。多主通信的实现中有几个难点和重点。一是在作为主节点时的写字节子程序，里面要包括发送的每位数据和总线的数据进行比较并做出判断。如果数据不同，要跳出并进入从节点的状态。由于子程序返回主程序时改变的只是PC的值而累加器（ACC）和工作寄存器（Ri）里面的值是不变的，因此MCU进入从机状态后继续接收总线剩下的数据，这样总线的数据并没有丢失。二是作为从节点时的写字节的子程序。由于时钟线是由主节点的MCU控制的，所以怎样根据SCL线来读取SDA线的数据是其中的一个难点。三是在具有子地址的从节点关于是写字节还是读字节时的判断。如果是写字节时主节点会给出新

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　　4  部分源代码

　　本节是在MCU多主通信中的部分源代码。多主通信的实现中有几个难点和重点。一是在作为主节点时的写字节子程序，里面要包括发送的每位数据和总线的数据进行比较并做出判断。如果数据不同，要跳出并进入从节点的状态。由于子程序返回主程序时改变的只是PC的值而累加器（ACC）和工作寄存器（Ri）里面的值是不变的，因此MCU进入从机状态后继续接收总线剩下的数据，这样总线的数据并没有丢失。二是作为从节点时的写字节的子程序。由于时钟线是由主节点的MCU控制的，所以怎样根据SCL线来读取SDA线的数据是其中的一个难点。三是在具有子地址的从节点关于是写字节还是读字节时的判断。如果是写字节时主节点会给出新的起始信号，并再次发送从节点的地址数据。这时从节点需要做出判断是读取数据还是写数据，并进入相应的子程序。这里给出以上三个重点和难点的子程序的源代码，以供读者参考。这些源代码经实践证明都是正确的。

　　主节点的写字节子程序：

　　;其中的NOP可根据时钟的快慢自己加减

　　WRBYTE:MOV　R0,#08H

　　CLR　BUSY;将BUSY值清零

　　WLP:　 RLC　A;取数据位

　　JC　　 WR1

　　SJMP　WR0;判断数据位

　　WLP1:　DJNZ　R0,WLP

　　NOP

　　OUT1:　RET

　　WR1:　 SETB　SDA;发送1

　　NOP

　　SETB　 SCL

　　MOV　　C,SDA;判断是否与发送的数据相同

　　JC　　 GOON

　　SETB　 BUSY

　　AJMP　 OUT1

　　GOON:　NOP

　　NOP

　　NOP

　　CLR　SCL

　　SJMP　WLP1

　　WR0:　 CLR　SDA;发送0

　　NOP

　　SCL

　　NOP

　　NOP

　　NOP

　　NOP

　　NOP

　　CLR

　　SCL

　　SJMP　 WLP1

　　从节点的写字节子程序(返回为ACK)：

　　SWRBYTE:MOV R0,#08H

　　WAGAIN: RRC A

　　MOV　B,#37H

　　WWAIT1: JB　SCL,WWAIT1;等待SCL为低

　　JC　WR1;判断是发送“1”还是发送“0”

　　SETB　SDA;发送“1”

　　AJMP COM

　　WR1:　　CLR SDA;发送“0”

　　COM:　　DJNZ　R0,WWAIT2;判断是否发送完毕

　　WWAIT3: JNB　SCL,WWAIT3;发送完毕等待应答信号

　　WWAIT4: JB　SCL,WWAIT4

　　WWAIT5: JNB　SCL,WWAIT5

　　CLR　ACK

　　JB　 SDA,ST0

　　SETB　ACK

　　ST0:　　RET;返回

　　WWAIT2: JNB　SCL,WWAIT2;等待SCL为高

　　SJMP　WAGAIN

　　从节点的读字节同时判断是否有起始信号的子程序。如果有起始信号，则转为写字节子程序：

　　SRDBYTE:MOV R0,#08H

　　SETB　20H;设置标志位判断是读还是写

　　SETB　SDA;释放总线

　　RWAITJ: JNB　SCL,RWAITJ;等待SCL为高

　　MOV　C,SDA;从总线上读取数据

　　RRC A;存入累计器

　　DEC　R0

　　MOV　C,ACC.7;判断是否为起始信号

　　JNC　RWAITJ1;为低继续读取数据

　　REWAIT: JNB　SCL,RWAITJ1;开始判断是否为起始信号

　　JB　 SDA,REWAIT

　　CLR　20H;是，则清标志位并返回

　　AJMP　SjRDOUT

　　RWAITJ1:JB　SCL,RWAITJ1;等待SCL为低

　　RWAITJ3:JNB　SCL,RWAITJ3;等待SCL为高

　　MOV C,SDA

　　RRC　A

　　DJNZ　R0,RWAITJ2

　　SjRDOUT:RET

　　RWAITJ2:JB　SCL,RWAITJ2;等待SCL为低继续读数据

　　SJMP　RWAITJ3

　　5  总结

　　根据总线协议中的仲裁原理，提出的基于延时比较的模拟I2C多主通信的方法，不仅能够体现了I2C总线的高效性，而且还具有良好的扩展性。它使普通不具有I2C接口的MCU可以应用在多主通信的系统中，既增加了普通MCU的使用范围，又突破了模拟I2C总线的应用局限性，为I2C总线的推广起到了积极的作用。(作者：  西安电子科技大学 郑旭阳 李兵兵 黄新平 )

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