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P87LPC764单片机的I2C总线显示电路 华东地质学院陈 坚摘要I2C总线是Philips公司推出的芯片间串行传输总线。目前，已有不少大电气公司半导体厂商推出了不少带有I2C总线接口的单片机。本文介绍一种利用Philips公司生产的P87LPC764单片机作为I2C总线控制器与I2C总线显示器件SAA1064构成的I2C显示电路，并给出相应的程序清单。关键词I2C总线P87LPC764单片机SAA1064显示电路 I2C总线是Philips公司推出的芯片间串行传输总线。它以串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）2根连线实现了完善的全双工同步数据传送，可以极方便地构成多机系统和外围器件扩展系统。关于I2C总线的结构和工作原理详见参考文献1。一、 P87LPC764单片机I2C总线接口 P87LPC764是Philips公司生产的一种小封装、低成本、高性能的单片机（有关它的详细介绍见参考文献2）。它采用80C51加速处理器结构，片内带有支持I2C总线的硬件接口。当激活I2C总线时，P87LPC764端口1中的P1.2与P1.3分别作为SCL和SDA行使I2C总线功能。其I2C总线由3个特殊功能寄存器控制，这3个寄存器为I2C控制寄存器I2CON、 I2C配置寄存器I2CFG和I2C数据寄存器I2DAT。各寄存器格式和位含义参见本刊第5期第36页。图1二、 I2C总线显示器件SAA1064 1. 引脚功能 SAA1064是I2C总线系统中典型的LED驱动控制器件，为双极型集成电路，有2×8位输出驱动接口，可静态驱动2位或动态驱动4位8段LED显示器。SAA1064的器件地址为0111，其引脚地址端ADR按输入电平大小将A1A0编为4个不同的从地址，故在1个I2C总线系统中最多可以挂接4片SAA1064，实现16位LED显示。SAA1064为24脚双列直插封装，其引脚排列如图1所示。 ADR寻址端，SAA1064通过对该脚输入不同的模拟电压，以确定其不同的地址。SAA1064规定输入该脚的电压值为VEE、（3/8）VCC、（5/8）VCC及VCC时，分别对应十六进制地址70H、72H、74H、76H（写操作）或71H、73H、75H、77H（读操作）。 CEXT时钟振荡器的外接电容，典型值为27nF。 P1~P8段驱动输出端口1。P1为最低位，P8为最高位。 P9～P16段驱动输出端口2。P9为最低位，P16为最高位。 MX1、MX2动态显示方式时的公共极驱动信号输出端，用以切换两对数码管轮流显示。 SDA、SCLI2C总线的数据线和时钟线。 2. 数据操作格式 SAA1064除了与LED驱动控制相关的写操作外，还有能反映系统上电标志的读操作。SAA1064的读操作为状态字节的读出操作，其状态字节仅最高位有意义，定义为PR。上电后PR为“1”，在对其进行读状态字节操作后清零。因此，PR＝1表示从上次读状态后出现过掉电和加电。利用这一功能，在系统中可作为冷热启动标志。（1） 数据的输入操作 SAA1064的显示驱动控制只需要I2C总线对其进行写入操作，即按照子地址（SUBADR）写入控制命令字节及显示器的段码数据即可，其数据操作格式如下： S〖〗SLAW〖〗A〖〗SUBADR〖〗A〖〗COM〖〗Adata1〖〗A〖〗data2〖〗A〖〗data3〖〗A〖〗data4〖〗A〖〗PSLAW为SAA1064的地址。 SUBADR为SAA1064片内地址单元首址。 COM为SAA1064的控制命令。 data1~data4为动态显示方式的4个LED显示器的共阴极段选码。（2） 子地址单元 SAA1064片内有5个地址单元，占用了3位地址位（SC、SB、SA），分别用于装入控制字节和4个显示段码，具体地址分配如表1所列。由于SAA1064写操作具有地址自动加1功能，故在数据操作格式的写入顺序中，SUBADR应为00H。 表1 0 0 0 0〖〗SA SB SC〖〗单元地址〖〗功能0 0 0 0〖〗000001010011100101110111〖〗00H01H02H03H04H05H06H07H〖〗控制寄存器数字位1数字位2数字位3数字位4保留不用保留不用保留不用(3) 控制命令COM格式 SAA1064具有较强的控制功能，能实现亮度控制，显示器测试，动、静态及位亮、暗显示。这些控制命令集中设置在控制寄存器中。控制命令（COM）格式如下： —〖〗C6〖〗C5〖〗C4〖〗C3〖〗C2〖〗C1〖〗C0C0动态、静态显示选择，C0＝1动态显示。 C1数码管1、3亮灭选择，C1＝1选择亮。 C2数码管2、4亮灭选择，C2＝1选择亮。 C3测试位，C3＝1时所有段点亮，正常工作时该位为0。 C4、C5、C6输出电流控制位，为1时分别对应3mA、6mA、12mA。皆为1时输出电流最大为21mA。三、 显示电路实例图2是P87LPC764与SAA1064的接口电路实例。P87LPC764单片机采用6MHz的内部RC振荡器，访问4片SAA1064，驱动16只数码管显示，每片SAA1064的接线如图2所示。图2该应用电路是一个单主的I2C总线系统，不会出现总线竞争问题，而且数据传送操作只有主发送方式，因此，在编程过程中没有检测总线错误。在数据发送过程中，每发送1个字节，都检测应答信号，如无应答信号，建立标志位F0，程序重新开始发送数据。以下是该I2C总线显示电路的程序清单，显示缓冲区为30H到3FH单元。 START：〖〗MOV〖〗R0，#30H〖〗;显示缓冲区首地址〖2〗MOV〖〗R1，#17H〖〗;SAA1064控制码〖2〗MOV〖〗R2，#70H〖〗;SAA1064（1）的地址〖2〗MOV〖〗R3，#04H〖〗;4片SAA1064〖〗LOOP：〖〗ACALL〖〗DISP〖〗;〖2〗JB〖〗F0，START〖〗;无应答信号重新开始〖2〗INC〖〗R2〖〗;〖2〗INC〖〗R2〖〗;〖2〗DJNZ〖〗R3，LOOP〖〗;以下是显示子程序 DISP：〖〗CLR〖〗F0〖〗;清除无应答标志〖〗〖2〗MOV〖〗I2CFG，#30H〖〗;请求成为I2C总线主机〖2〗JNB〖〗MASTER，＄〖〗;等待成为I2C总线主机〖2〗MOV〖〗I2CON，#1CH〖〗;清除起动条件〖2〗MOV〖〗A，R2〖〗;取从设备地址〖2〗ACALL〖〗SEND〖〗;发送从设备地址〖2〗JB〖〗F0，DISP2〖〗;无应答信号转移〖2〗MOV〖〗A，#0〖〗;SAA1064子地址〖2〗ACALL〖〗SEND〖〗;发送子地址〖2〗JB〖〗F0，DISP2〖〗;无应答信号转移〖2〗MOV〖〗A，R1〖〗;取SAA1064控制码〖2〗ACALL〖〗SEND〖〗;发送控制码〖2〗JB〖〗F0，DISP2〖〗;无应答信号转移〖2〗MOV〖〗R4，#04H〖〗;四只数码管〖〗DISP1：〖〗MOV〖〗A，@R0〖〗;取字形代码〖2〗ACALL〖〗SEND〖〗;发送字形代码〖2〗JB〖〗F0，DISP2〖〗;无应答信号转移〖2〗INC〖〗R0〖〗;修正显示单元地址〖2〗DJNZ〖〗R4，DISP1〖〗;〖〗DISP2：〖〗ACALL〖〗SSTP〖〗;发送停止位〖2〗RET〖〗〖〗;〖1〗;发送1个字节〖1〗SEND：〖〗MOV〖〗R4，#8H〖〗;设置数据格式为8位〖〗SENDB：〖〗MOV〖〗I2DAT，A〖〗;发送数据位〖2〗RL〖〗A〖〗;取下一个数据位〖2〗JNB〖〗DRDY，＄〖〗;等待数据准备好〖2〗DJNZ〖〗R4，SENDB〖〗;〖2〗MOV〖〗I2CON，#0A0H〖〗;转换为接收模式〖2〗JNB〖〗ATN，＄〖〗;等待应答信号〖2〗JNB〖〗RDAT，SENDE〖〗;是应答位吗？〖2〗SETB〖〗F0〖〗;建立无应答信号标志〖〗SENDE：〖〗RET〖〗〖〗;〖1〗;发送停止位〖1〗SSTP：〖〗CLR〖〗MASTRQ〖〗;取消主机位置〖2〗MOV〖〗I2CON，#21H〖〗;产生总线停止条件〖2〗JNB〖〗ATN，＄〖〗;等待〖2〗MOV〖〗I2CON，#20H〖〗;清除数据准备好标志〖2〗JNB〖〗ATN，＄〖〗;等待发送停止条件〖2〗MOV〖〗I2C0N,#91H〖〗;释放I2C总线〖2〗CLR〖〗TIRUN〖〗;停止定时器I的运行〖2〗RET〖〗MES参考文献 1何立民．单片机应用系统设计北京：北京航空航天大学出版社，1991 2周立功，岳宪臣，王建国．P87LPC76x OTP单片机使用指南 3Using the 87LPC76x microcontroller as an I2CBUS master．Philips Semiconductors，2000（1）

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来源:单片机与嵌入式系统应用 作者:华东地质学院 陈坚 时间:2006/2/12 0:00:00