阅读本刊所载的何立民教授《按平台模式设计的虚拟I2C总线软件包VIIC》(简称何文)一文后,深感可以将这一方法推广到别的单片机上,这样使用户可利用通用I/O口的模拟,随意规定虚拟I2C总线端口,扩大了虚拟I2C总线应用的灵活性。根据文中所提出的前归一化和后归一化等设计原则,本人设计了基于MSP430单片机的虚拟I2C总线软件包VIIC_M1.0。
一、VIIC_M1.0软件包的组成
根据归一化设计的要求,主方式下虚拟I2C总线由下列10个子程序组成:
① 时序模拟子程序4个:
I2C_Sta,I2C_Stop,I2C_Mack,I2C_Mnack
② 操作模拟子程序3个:
I2C_Ackn, I2C_WR_Byte, I2C_RD_Byte
③ 数据读写子程序3个:
I2C_WR_NByte,I2C_RD_NByte,I2C_WR_Addr
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二、应用对象
1. MSP430单片机
MSP430单片机为低功耗的16位单片机,有MSP430×11x、MSP430×112、MSP430×1101、MSP430×13x、MSP430×14x、MSP430×31x、MSP430×32x、 MSP430×33x等型号,每种芯片都有丰富的I/O端口。
本设计所使用的芯片为MSP430E325。
(1) 虚拟I2C总线所使用的I/O端口
① 数据线(SDA)使用的是通用端口P0中的 P0.7。该端口为输入/输出双向口,有输入寄存器(P0IN)、输出寄存器(P0OUT)及方向寄存器(P0DIR)等寄存器,通过字节指令访问。
② 时钟线(SCL)使用的是通用定时器/端口TP中的TP.1。该端口为输出口,有定时器/端口控制寄存器(TPCTL)、定时器/端口数据寄存器(TPD)及定时器/端口允许寄存器(TPE)等,通过字节指令访问。
(2) 运行时所使用的时钟频率
MSP430E325运行时用两个时钟:辅助时钟(ACLK)和主时钟(MCLK)。当采用32768kHz的晶体振荡器,并且系统时钟控制寄存器采用缺省值时,主时钟的频率为1.049MHz。
若主时钟的频率不是1.049MHz,请适当调整程序中nop的个数。
2. EEPROM器件
(1) EEPROM器件
本例使用的EEPROM器件为24LC65(MICROCHIP)。24LC65(MICROCHIP)容量为8KB,其中的字节地址为13位,分两个字节:
Subaddr_H为高5位地址;
Subaddr_L为低8位地址。
24LC65(MICROCHIP)的封装引脚如图1所示。
图1 24LC65的封装引脚
(2) 24LC65的数据格式
① 当前地址写:
S,SLA+W,A,DATA1,A,DATA2,A,…,DATAn,A,P
② 当前地址读:
S,SLA+R,A,DATA1,A,DATA2,A,…,DATAn,/A,P
③ 指定地址写:
S,SLA+W,A,Subaddr_H,A,Subaddr_L,A,DATA1,A,DATA2,A,…,DATAn,A,P
④ 指定地址读:
S,SLA+W,A,Subaddr_H,A,Subaddr_L,A,
S,SLA+R,A,DATA1,A,DATA2,A,…,DATAn,/A,P
其中:
SLA+W,SLA+R,Subaddr_H,Subaddr_L 为主控器件发出的数据
S,A,/A,P 为主控器件发出的信息
DATA1,DATA2,…,DATAn 为被控器件发给主控器件的数据
A 为被控器件发给主控器件的信息
(3) 24LC65与MSP430-325的连接
24LC65与MSP430-325的连接如图2所示。
图2 MSP430与EEPROM 24LC65连接示意图
三、应用界面
1. 发送N字节数据--从当前地址开始
;发送的数据在MTD中 ;
;数列格式: S,SLA+W,A,Subaddr_H,A,Subaddr_L,A,DATA1,A,DATA2,A,…,DATAn,A,P ;
MOV.b #CODE,SLA ;I2C_R_R/W=0,
;A0=A1=A2=0
MOV.b #N,Num_byt ;发送字节数
CALL I2C_WR_Nbyte ;从当前地址开始写
2. 接收N字节数据--从指定地址开始读
;接收的数据在MRD中 ;
;数列格式:S,SLA+W,A,Subaddr_H,A,Subaddr_L,A,
S,SLA+R,A,DATA1,A,DATA2,A,…,DATAn,/A,P
MOV.b #CODE+SLAR/W,SLA
;SLAR/W=1,A0=A1=A2=0
MOV.b #N,Num_byt ;接收字节数
CALL #I2C_RD_Nbyte ;从当前地址开始读
3. 接收N字节--从指定地址开始读
;接收的数据存放在MRD中 ;
;数列格式:S,SLA+W,A,Subaddr_H,A,Subaddr_L,A,
; S,SLA+R,A,DATA1,A,DATA2,A,…,DATAn,/A,P ;
MOV.b #CODE,SLA
;SLAR/W=0:写,A0=A1=A2=0
MOV.b #N,Num_byt ;接收字节数
MOV #Subaddr,I2C_R_Addr
;字节地址送入暂存单元
CALL #I2C_WR_Addr ;发送字节地址
MOV.b #CODE+SLAR/W,SLA
;SLAR/W=1:读,A0=A1=A2=0
CALL #I2C_RD_Nbyte
4. 发送N字节--从指定地址开始写
;数列格式: S,SLA+W,A,Subaddr_H,A,Subaddr_L,A,DATA1,A,DATA2,A,…,DATAn,A,P
;
MOV.b #CODE,SLA
;SLAR/W=0:写,A0=A1=A2=0
MOV.b #N,Num_byt ;发送字节数
MOV #Subaddr,I2C_R_Addr
;字节地址送入暂存单元
CALL #I2C_WR_Addr ;发送字节地址
CALL #WR_Nbyte
后记:
① 如果使用MSP430中别的I/O端口,只需要在模拟时序子程序中改动相应的寄存器即可。本例中时钟线使用TP口,是因为它为输出口,在程序中可以节省指令。
对于24C系列的其它芯片,由于容量不同,请特别注意其字节地址是1个字节还是2个字节。本例的24LC65字节地址就是2个字节的。
② MSP430系列的单片机本人是初学使用,程序虽经初步调试通过,轻易抛出,主意在为引玉之砖,作为学习何文的一点体会。缺点和错误在所难免,望各位不吝指教。 |