在做總線通信過程中,我們很少會用到這樣方法,一般在我們選擇MCU的時候都會帶有你所需要的通信接口。但是,對於一些簡單的通信應該用的場合,一般在一些傳感器的數據通信過程中,傳感器廠商會將通信協議做一些改變,這些通信協議也沒有一個標准的協議規定。以至於傳感器的兼容性很差,甚至有時候找不到能夠與其通信的MCU,這個時候有一種方法就是用I/O口來模擬通信總線(由於I/O速度的限制一般只適用於低速的通信總線)的時序。之前,用I2C通信做一個溫濕度測量的工程,本篇文章就以一個例子來看看如何用I/O口對總線時序進行模擬。
我們平時計算機常用的RS232/485工作在異步工作狀態時是有嚴格的數據時鐘限制,也就是我們所說的波特率,通信的兩個設備有相同的波特率才能正確的通信。對於同步通信一般沒有嚴格的時間限制,總線通過高低電平來分辨數據是“0”還是“1”,有兩個關鍵的時刻:上升沿,下降沿。它是用過上升沿和下降沿的時刻來讀寫數據的,也就是說這樣的話通信頻率不是固定的,因為通信的設備“數”的是上升沿和下降沿的數目,然後讀寫數據線上的數據。筆者做過實驗,將I2C通信的頻率降到了10Hz左右,這樣用示波器能夠很好的捕捉到每一個時鐘,通信的結果也是正確的。
好了,直接來看案例吧。
通常我們的I2C的通信時序應該如下圖所示,在時鐘線拉高的情況下,將數據線拉低就會產生一個啟動信號。但是傳感器SHT的啟動信號卻是一個數據線拉低後,時鐘線產生一個脈沖,而後再將數據線拉高,這樣做的好處是在一定程度上確保了總線正確的啟動,但是幾乎與之匹配的MCU。這個時候就需要通過I/O模擬的方式來與SHT11完成通信。
1 #define IIC_SCL RC0 //I2C時鐘線 2 #define IIC_SDA RC1 //I2C數據線 3 #define IIC_SCL_DIR TRISC0 //I2C時鐘線傳輸方向 4 #define IIC_SDA_DIR TRISC1 //I2C數據線傳輸方向 5 #define PORT_INPUT 1 6 #define PORT_OUTPUT 0 7 8 #define IIC_SCL_HIGH() IIC_SCL_DIR = PORT_INPUT //時鐘線拉高 9 #define IIC_SCL_LOW() IIC_SCL_DIR = PORT_OUTPUT;IIC_SCL=0//時鐘線拉低 10 #define IIC_SDA_HIGH() IIC_SDA_DIR = PORT_INPUT //數據線拉高 11 #define IIC_SDA_LOW() IIC_SDA_DIR = PORT_OUTPUT;IIC_SDA=0//數據線拉低 12 13 14 /*************** 15 *SHT11啟動時序 16 ***************/ 17 void SHT_START(void) 18 { 19 IIC_SCL_HIGH(); 20 IIC_SDA_HIGH(); 21 delay_us(5); 22 IIC_SDA_LOW(); 23 delay_us(5); 24 IIC_SCL_LOW(); 25 delay_us(5); 26 IIC_SCL_HIGH(); 27 delay_us(5); 28 IIC_SDA_HIGH(); 29 delay_us(5); 30 IIC_SCL_LOW(); 31 } 32 /*************** 33 *SHT11發送數據時序 34 ***************/ 35 void SHT_SEND(uchar data) 36 {uchar i,data1; 37 for(i=0;i<8;i++) 38 { 39 data1=data<<i; 40 if(!(data1&0x80)) 41 IIC_SDA_LOW(); 42 if(data1&0x80) 43 IIC_SDA_HIGH(); 44 IIC_SCL_LOW(); //寫完1位數據將時鐘線拉低,等待發送 45 delay_us(5); 46 IIC_SCL_HIGH(); //時鐘線上升沿,發送1位數據 47 delay_us(5); //等待1位數據發送完成 48 } 49 IIC_SCL_LOW(); 50 IIC_SDA_HIGH(); //8位數據發送完成,數據線拉高,等待SLAVE器件響應 51 delay_us(5); 52 IIC_SCL_HIGH(); //時鐘線拉高,產生上升沿讀取數據線是否SLAVE器件有響應 53 //while(IIC_SDA==1); 54 delay_us(5); 55 IIC_SCL_LOW(); 56 IIC_SDA_HIGH(); //數據線拉高,時鐘線拉低,等待轉換完成 57 } 58 /*************** 59 *SHT11接收數據時序 60 ***************/ 61 uint SHT_REC(void) 62 { 63 uint i; 64 uint REC1=0,REC0=0,REC=0; 65 for(i=0;i<8;i++) 66 { 67 IIC_SCL_HIGH(); //轉換完成,SLAVE器件將數據線拉低,時鐘線產生上升沿讀取高8位數據 68 REC1=(REC1<<1)+IIC_SDA; 69 delay_us(5); 70 IIC_SCL_LOW(); //將時鐘線拉低,等待下一個上升沿的到來 71 delay_us(5); 72 } 73 SHT_ASK(); //高8位數據接收完畢,發送應答信號 74 for(i=0;i<8;i++) 75 { 76 IIC_SCL_HIGH(); //轉換完成,SLAVE器件將數據線拉低,時鐘線產生上升沿讀取低8位數據 77 REC0=(REC0<<1)+IIC_SDA; 78 delay_us(5); 79 IIC_SCL_LOW(); 80 delay_us(5); 81 } 82 SHT_STOP(); //低8位數據接收完畢,結束 83 REC=(REC1<<8)+REC0; 84 return REC; 85 } 86 /*************** 87 *SHT11應答時序 88 ***************/ 89 void SHT_ASK(void) 90 { 91 IIC_SCL_LOW(); 92 IIC_SDA_LOW(); //數據線拉低 93 delay_us(5); 94 IIC_SCL_HIGH(); //時鐘線拉高才生應答信號 95 delay_us(5); 96 IIC_SDA_HIGH(); 97 IIC_SCL_LOW(); 98 delay_us(5); 99 } 100 /*************** 101 *SHT11停止時序 102 ***************/ 103 void SHT_STOP(void) 104 { 105 IIC_SDA_HIGH(); 106 IIC_SCL_LOW(); 107 delay_us(5); 108 IIC_SCL_HIGH(); 109 delay_us(5); 110 IIC_SDA_HIGH(); 111 IIC_SCL_LOW(); 112 }
要設計好 協議 接收方 正常接收 後要反饋 給 發送方,這樣 發送方 才能發送新的數據 建議你 看看 清華出版的 Visual_Basic與_RS-232_串行通信控制 一
對應主控方的單片機來說,SDL需要支持輸出和輸入雙向或半雙向功能。spi也可以用軟件和普通IO口模擬。