51单片机软件模拟实现IIC总线及应用

"这篇文章主要探讨了如何通过软件模拟在51单片机上实现IIC总线，使得不具备内置IIC接口的51单片机也能扩展IIC总线接口器件。作者通过介绍IIC总线的基本原理和工作时序，结合具体的软件模拟实现过程，以访问IIC接口芯片AT24C02为例，提供了详细的程序示例，旨在帮助读者理解并应用这种方法。" IIC总线，全称Inter-Integrated Circuit Bus，由飞利浦公司开发，是一种高效能的串行同步通信协议，只需两根线——串行数据线SDA和串行时钟线SCL，即可实现双向同步数据传输。与SPI和Microwire接口不同，IIC总线无需复杂的片选线，简化了硬件设计，适用于构建多机系统和外围设备扩展。它可以连接各种器件，如RAM、EEPROM、ADC、DAC、日历时钟、LED驱动器和温度传感器等。通过硬件地址设置，可以避免传统的片选线寻址，使系统更为简洁且可靠。 MCS51系列单片机通常扩展的是并行接口器件，但这样的系统往往占用较大电路板面积，引线众多。为了减少电路板尺寸和引线数量，提高系统可靠性，可以通过软件模拟来实现IIC接口。这种方式适用于对传输速率要求不高的系统。 IIC总线的工作原理主要包括启动信号、停止信号、地址码、读/写控制信号和数据字节的传输。启动信号标志着一次通信的开始，由主控器发起；停止信号则表示通信结束。地址码用于识别和选择总线上的特定设备，读/写控制信号指示数据传输的方向；数据字节则是实际传输的信息，每个设备都能响应并发送或接收数据。应答信号是接收设备对数据传输的确认。 软件模拟51单片机的IIC总线，首先需要精确控制SDA和SCL线的状态，模拟出IIC总线的各种时序。以访问IIC接口的EEPROM AT24C02为例，程序需要执行以下步骤：发送启动信号、写入设备地址及操作模式（读或写）、传输数据、接收应答信号、发送停止信号。通过这种模拟，即使没有内置IIC接口的51单片机也能与IIC总线设备进行通信。 通过软件模拟实现51单片机的IIC总线功能，可以显著降低系统复杂度，节省成本，提高设计的灵活性。对于那些需要扩展IIC接口但又受限于硬件条件的项目来说，这是一个极具价值的方法。