Demo13：整合项目（独立按键、动态数码管、IIC / I2C、EEPROM / E2PROM）

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq291314217/article/details/145028218

一、实验现象

数码管右3位显示0，按K1键将数据写入到EEPROM内保存，按K2键读取EEPROM内保存的数据，按K3键显示数据加1，按K4键显示数据清零，最大能写入的数据是255

二、核心知识点 - I2C 协议

I2C（Inter－Integrated Circuit）总线是由PHILIPS 公司开发的两线式串行总线标准协议

1、稳定数据

2、开始信号、终止信号

3、应答、非应答

4、报文 - 寻址

5、数据传输 - 读

6、数据传输 - 写

7、数据传输 - 写读

三、EEPROM、AT24C02

1、EEPROM

EEPROM（Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory）电可擦除可编程只读存储器，AT24C02是其中一种

2、AT24C02引脚

3、AT24C02器件地址

当前项目，写器件地址为0XA0，读器件地址为0XA1。

四、项目结构

public.h

#ifndef _public_H
#define _public_H

#include "reg52.h"

typedef unsigned int u16;	//对系统默认数据类型进行重定义
typedef unsigned char u8;


void delay_10us(u16 ten_us);
void delay_ms(u16 ms);

#endif

public.c

#include "public.h"

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : delay_10us
* 函数功能		 : 延时函数，ten_us=1时，大约延时10us
* 输    入       : ten_us
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void delay_10us(u16 ten_us)
{
	while(ten_us--);	
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : delay_ms
* 函数功能		 : ms延时函数，ms=1时，大约延时1ms
* 输    入       : ms：ms延时时间
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void delay_ms(u16 ms)
{
	u16 i,j;
	for(i=ms;i>0;i--)
		for(j=110;j>0;j--);
}

iic.h

#ifndef _iic_H
#define _iic_H

#include "public.h"

//定义EEPROM控制脚
sbit IIC_SCL=P1^1;//SCL时钟线
sbit IIC_SDA=P1^0;//SDA数据线


//IIC所有操作函数				 
void iic_start(void);			//发送IIC开始信号
void iic_stop(void);	  		//发送IIC停止信号
void iic_write_byte(u8 txd);	//IIC发送一个字节
u8 iic_read_byte(u8 ack);		//IIC读取一个字节
u8 iic_wait_ack(void); 			//IIC等待ACK信号
void iic_ack(void);				//IIC发送ACK信号
void iic_nack(void);			//IIC不发送ACK信号

#endif

iic.c

#include "iic.h"


/*******************************************************************************
* 函 数 名       : iic_start
* 函数功能		 : 产生IIC起始信号
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void iic_start(void)
{
	IIC_SDA=1;//如果把该条语句放在SCL后面，第二次读写会出现问题
	delay_10us(1);
	IIC_SCL=1;
	delay_10us(1);
	IIC_SDA=0;	//当SCL为高电平时，SDA由高变为低
	delay_10us(1);
	IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
	delay_10us(1);
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : iic_stop
* 函数功能		   : 产生IIC停止信号   
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void iic_stop(void)
{	
	IIC_SDA=0;//如果把该条语句放在SCL后面，第二次读写会出现问题
	delay_10us(1);
	IIC_SCL=1;
	delay_10us(1);
	IIC_SDA=1;	//当SCL为高电平时，SDA由低变为高
	delay_10us(1);			
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : iic_ack
* 函数功能		   : 产生ACK应答  
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void iic_ack(void)
{
	IIC_SCL=0;
	IIC_SDA=0;	//SDA为低电平
	delay_10us(1);
   	IIC_SCL=1;
	delay_10us(1);
	IIC_SCL=0;
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : iic_nack
* 函数功能		   : 产生NACK非应答  
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void iic_nack(void)
{
	IIC_SCL=0;
	IIC_SDA=1;	//SDA为高电平
	delay_10us(1);
   	IIC_SCL=1;
	delay_10us(1);
	IIC_SCL=0;	
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : iic_wait_ack
* 函数功能		   : 等待应答信号到来   
* 输    入         : 无
* 输    出         : 1，接收应答失败
        			 0，接收应答成功
*******************************************************************************/
u8 iic_wait_ack(void)
{
	u8 time_temp=0;
	
	IIC_SCL=1;
	delay_10us(1);
	while(IIC_SDA)	//等待SDA为低电平
	{
		time_temp++;
		if(time_temp>100)//超时则强制结束IIC通信
		{	
			iic_stop();
			return 1;	
		}			
	}
	IIC_SCL=0;
	return 0;	
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : iic_write_byte
* 函数功能		   : IIC发送一个字节 
* 输    入         : dat：发送一个字节
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void iic_write_byte(u8 dat)
{                        
    u8 i=0; 
	   	    
    IIC_SCL=0;
    for(i=0;i<8;i++)	//循环8次将一个字节传出，先传高再传低位
    {              
        if((dat&0x80)>0) 
			IIC_SDA=1;
		else
			IIC_SDA=0;
        dat<<=1; 	  
		delay_10us(1);  
		IIC_SCL=1;
		delay_10us(1); 
		IIC_SCL=0;	
		delay_10us(1);
    }	 
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : iic_read_byte
* 函数功能		   : IIC读一个字节 
* 输    入         : ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK 
* 输    出         : 应答或非应答
*******************************************************************************/
u8 iic_read_byte(u8 ack)
{
	u8 i=0,receive=0;
   	
    for(i=0;i<8;i++ )	//循环8次将一个字节读出，先读高再传低位
	{
        IIC_SCL=0; 
        delay_10us(1);
		IIC_SCL=1;
        receive<<=1;
        if(IIC_SDA)receive++;   
		delay_10us(1); 
    }					 
    if (!ack)
        iic_nack();
    else
        iic_ack();  
		  
    return receive;
}

24c02.h

#ifndef _24c02_H
#define _24c02_H

#include "public.h"


void at24c02_write_one_byte(u8 addr,u8 dat);//AT24C02指定地址写数据
u8 at24c02_read_one_byte(u8 addr);//AT24C02指定地址读数据
#endif

24c02.c

#include "24c02.h"
#include "iic.h"


/*******************************************************************************
* 函 数 名         : at24c02_write_one_byte
* 函数功能		   : 在AT24CXX指定地址写入一个数据
* 输    入         : addr:写入数据的目的地址 
					 dat:要写入的数据
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void at24c02_write_one_byte(u8 addr,u8 dat)
{				   	  	    																 
    iic_start();  
	iic_write_byte(0XA0);	//发送写命令	    	  
	iic_wait_ack();	   
    iic_write_byte(addr);	//发送写地址   
	iic_wait_ack(); 	 										  		   
	iic_write_byte(dat);	//发送字节    							   
	iic_wait_ack();  		    	   
    iic_stop();				//产生一个停止条件
	delay_ms(10);	 
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : at24c02_read_one_byte
* 函数功能		   : 在AT24CXX指定地址读出一个数据
* 输    入         : addr:开始读数的地址 
* 输    出         : 读到的数据
*******************************************************************************/
u8 at24c02_read_one_byte(u8 addr)
{				  
	u8 temp=0;		  	    																 
    iic_start();  
	iic_write_byte(0XA0);	//发送写命令	   
	iic_wait_ack(); 
    iic_write_byte(addr); 	//发送写地址  
	iic_wait_ack();	    
	iic_start();  	 	   
	iic_write_byte(0XA1); 	//进入接收模式         			   
	iic_wait_ack();	 
    temp=iic_read_byte(0);	//读取字节		   
    iic_stop();				//产生一个停止条件    
	return temp;			//返回读取的数据
}

key.h

#ifndef _key_H
#define _key_H

#include "public.h"

//定义独立按键控制脚
sbit KEY1=P3^0;
sbit KEY2=P3^1;
sbit KEY3=P3^2;
sbit KEY4=P3^3;


//使用宏定义独立按键按下的键值
#define KEY1_PRESS	1
#define KEY2_PRESS	2
#define KEY3_PRESS	3
#define KEY4_PRESS	4
#define KEY_UNPRESS	0


u8 key_scan(u8 mode);

#endif

key.c

#include "key.h"

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : key_scan
* 函数功能		 : 检测独立按键是否按下，按下则返回对应键值
* 输    入       : mode=0：单次扫描按键
				   mode=1：连续扫描按键
* 输    出    	 : KEY1_PRESS：K1按下
				   KEY2_PRESS：K2按下
				   KEY3_PRESS：K3按下
				   KEY4_PRESS：K4按下
				   KEY_UNPRESS：未有按键按下
*******************************************************************************/
u8 key_scan(u8 mode)
{
	static u8 key=1;

	if(mode)key=1;//连续扫描按键
	if(key==1&&(KEY1==0||KEY2==0||KEY3==0||KEY4==0))//任意按键按下
	{
		delay_10us(1000);//消抖
		key=0;
		if(KEY1==0)
			return KEY1_PRESS;
		else if(KEY2==0)
			return KEY2_PRESS;
		else if(KEY3==0)
			return KEY3_PRESS;
		else if(KEY4==0)
			return KEY4_PRESS;	
	}
	else if(KEY1==1&&KEY2==1&&KEY3==1&&KEY4==1)	//无按键按下
	{
		key=1;			
	}
	return KEY_UNPRESS;		
}

smg.h

#ifndef _smg_H
#define _smg_H

#include "public.h"

#define SMG_A_DP_PORT	P0	//使用宏定义数码管段码口

//定义数码管位选信号控制脚
sbit LSA=P2^2;
sbit LSB=P2^3;
sbit LSC=P2^4;

void smg_display(u8 dat[],u8 pos);

#endif

smg.c

#include "smg.h"

//共阴极数码管显示0~F的段码数据
u8 gsmg_code[17]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,
				0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : smg_display
* 函数功能		 : 动态数码管显示
* 输    入       : dat：要显示的数据
				   pos：从左开始第几个位置开始显示，范围0-7
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void smg_display(u8 dat[],u8 pos)
{
	u8 i=0;

	for(i=pos;i<8;i++)
	{
	   	switch(7-i)//位选
		{
			case 0: LSC=1;LSB=1;LSA=1;break;
			case 1: LSC=1;LSB=1;LSA=0;break;
			case 2: LSC=1;LSB=0;LSA=1;break;
			case 3: LSC=1;LSB=0;LSA=0;break;
			case 4: LSC=0;LSB=1;LSA=1;break;
			case 5: LSC=0;LSB=1;LSA=0;break;
			case 6: LSC=0;LSB=0;LSA=1;break;
			case 7: LSC=0;LSB=0;LSA=0;break;
		}
		SMG_A_DP_PORT=gsmg_code[dat[i-pos]];//传送段选数据
		delay_10us(100);//延时一段时间，等待显示稳定
		SMG_A_DP_PORT=0x00;//消音
	}
}

main.c

/**************************************************************************************
实验名称：I2C-EEPROM实验
接线说明：	
实验现象：数码管右3位显示0，按K1键将数据写入到EEPROM内保存，
		  按K2键读取EEPROM内保存的数据，按K3键显示数据加1，按K4键显示数据清零，
		  最大能写入的数据是255。
注意事项：																				  
***************************************************************************************/
#include "public.h"
#include "24c02.h"
#include "key.h"
#include "smg.h"


#define EEPROM_ADDRESS	0	//定义数据存入EEPROM的起始地址

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : main
* 函数功能		 : 主函数
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{	
	u8 key_temp=0;
   	u8 save_value=0;
	u8 save_buf[3];

	while(1)
	{			
		key_temp=key_scan(0);
		if(key_temp==KEY1_PRESS)
		{
			at24c02_write_one_byte(EEPROM_ADDRESS,save_value);
		}
		else if(key_temp==KEY2_PRESS)
		{
			save_value=at24c02_read_one_byte(EEPROM_ADDRESS);
		}
		else if(key_temp==KEY3_PRESS)
		{
			save_value++;
			if(save_value==255)save_value=255;
		}
		else if(key_temp==KEY4_PRESS)
		{
			save_value=0;	
		}
		save_buf[0]=save_value/100;
		save_buf[1]=save_value%100/10;
		save_buf[2]=save_value%100%10;
		smg_display(save_buf,5);
	}		
}