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P87LPC764單片機(jī)的I2C總線顯示電路
摘要：I2C總線是Philips公司推出的芯片間串行傳輸總線。目前，已有不少大電氣公司半導(dǎo)體廠商推出了不少帶有I2C總線接口的單片機(jī)。本文介紹一種利用Philips公司生產(chǎn)的P87LPC764單片機(jī)作為I2C總線控制器與I2C總線顯示器件SAA1064構(gòu)成的I2C顯示電路，并給出相應(yīng)的程序清單。關(guān)鍵詞：I2C總線P87LPC764單片機(jī)SAA1064顯示電路
I2C總線是Philips公司推出的芯片間串行傳輸總線。它以串行數(shù)據(jù)線（SDA）和串行時(shí)鐘線（SCL）2根連線實(shí)現(xiàn)了完善的全雙工同步數(shù)據(jù)傳送，可以極方便地構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)和外圍器件擴(kuò)展系統(tǒng)。關(guān)于I2C總線的結(jié)構(gòu)和工作原理詳見參考文獻(xiàn)1。
一、P87LPC764單片機(jī)I2C總線接口
P87LPC764是Philips公司生產(chǎn)的一種小封裝、低成本、高性能的單片機(jī)（有關(guān)它的詳細(xì)介紹見參考文獻(xiàn)2）。它采用80C51加速處理器結(jié)構(gòu)，片內(nèi)帶有支持I2C總線的硬件接口。當(dāng)激活I(lǐng)2C總線時(shí)，P87LPC764端口1中的P1.2與P1.3分別作為SCL和SDA行使I2C總線功能。其I2C總線由3個(gè)特殊功能寄存器控制，這3個(gè)寄存器為I2C控制寄存器I2CON、I2C配置寄存器I2CFG和I2C數(shù)據(jù)寄存器I2DAT。各寄存器格式和位含義參見本刊第5期第36頁。
二、I2C總線顯示器件SAA1064
1.引腳功能
SAA1064是I2C總線系統(tǒng)中典型的LED驅(qū)動控制器件，為雙極型集成電路，有2×8位輸出驅(qū)動接口，可靜態(tài)驅(qū)動2位或動態(tài)驅(qū)動4位8段LED顯示器。SAA1064的器件地址為0111，其引腳地址端ADR按輸入電平大小將A1A0編為4個(gè)不同的從地址，故在1個(gè)I2C總線系統(tǒng)中最多可以掛接4片SAA1064，實(shí)現(xiàn)16位LED顯示。SAA1064為24腳雙列直插封裝，其引腳排列如圖1所示。
ADR尋址端，SAA1064通過對該腳輸入不同的模擬電壓，以確定其不同的地址。SAA1064規(guī)定輸入該腳的電壓值為VEE、（3/8）Vcc、（5/8）Vcc及Vcc時(shí)，分別對應(yīng)十六地地址70H、72H、74H、76H（寫操作）或71H、73H、75H、77H（讀操作）。
CEXT時(shí)鐘振蕩器的外接電容，典型值為2.7nF。
P1～P8段驅(qū)動輸出端口1。P1為最低位，P8為最高位。
P9～P16段驅(qū)動輸出端口2。P9為最低位，P16為最高位。
MX1、MX2動態(tài)顯示方式時(shí)的公共極驅(qū)動信號輸出端，用以切換兩對數(shù)碼管輪流顯示。
SDA、SCLI2C總線的數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線。
2.數(shù)據(jù)操作格式
SAA1064除了與LED驅(qū)動控制相關(guān)的寫操作外，還有能反映系統(tǒng)上電標(biāo)志的讀操作。SAA1064的讀操作狀態(tài)字節(jié)的讀出操作，其狀態(tài)字節(jié)僅最高位有意義，定義為PR。上電后PR為"1"，在對其進(jìn)行讀狀態(tài)字節(jié)操作后清零。因此，PR=1表示從上次讀狀態(tài)后出現(xiàn)過掉電和加電。利用這一功能，在系統(tǒng)中可作為冷熱啟動標(biāo)志。
�。�1）數(shù)據(jù)的輸入操作
SAA1064的顯示驅(qū)動控制只需要I2C總線對其進(jìn)行寫入操作，即按照子地址（SUBADR）寫入控制命令字節(jié)及顯示器的段碼數(shù)據(jù)即可，其數(shù)據(jù)操作格式如下：
SSLAWASUBADRACOMAdata1Adata2Adata3Adata4AP
SLAW為SAA1064的地址。
SUBADR為SAA1064片內(nèi)地址單元首址。
COM為SAA1064的控制命令。
data1～data4為動態(tài)顯示方式的4個(gè)LED顯示器的共陰極段選碼。
�。�2）子地址單元
SAA1064片內(nèi)有5個(gè)地址單元，占用了3位地址位（SC、SB、SA），分別用于裝入控制字節(jié)和4個(gè)顯示段碼，具體地址分配如表1所列。由于SAA1064寫操作具有地址自動加1功能，故在數(shù)據(jù)操作格式的寫入順序中，SUBADR應(yīng)為00H。
0000SASBSC單元地址功能000000000H控制寄存器00101H數(shù)字位101002H數(shù)字位201103H數(shù)字位310004H數(shù)字位410105H保留不用11006H保留不用11107H保留不用
�。�3）控制命令COM格式
SAA1064具有較強(qiáng)的控制功能，能實(shí)現(xiàn)亮度控制，顯示器測試，動、靜態(tài)及位亮、暗顯示。這些控制命令集中設(shè)置在控制寄存器中�？刂泼睿–OM）格式如下：
-C6C5C4C3C2C1C0
C0動態(tài)、靜態(tài)顯示選擇，C0=1動態(tài)顯示。
C1數(shù)碼管1、3亮滅選擇，C1=1選擇亮。
C2數(shù)碼管2、4亮滅選擇，C2=1選擇亮。
C3測試位，C3=1時(shí)所有段點(diǎn)亮，正常工作時(shí)該位為0。
C4、C5、C6輸出電流控制位，為1時(shí)分別對應(yīng)3mA、6mA、12mA。皆為1時(shí)輸出電流最大為21mA。
三、顯示電路實(shí)例
圖2是P87LPC764與SAA1064的接口電路實(shí)例。P87LPC764單片機(jī)采用6MHz的內(nèi)部RC振蕩器，訪問4片SAA1064，驅(qū)動16只數(shù)碼管顯示，每片SAA1064的接線如圖2所示。
該應(yīng)用電路是一個(gè)單主的I2C總線系統(tǒng)，不會出現(xiàn)總線競爭問題，而且數(shù)據(jù)傳送操作只有主發(fā)送方式，因此，在編程過程中沒有檢測總線錯(cuò)誤。在數(shù)據(jù)發(fā)送過程中，每發(fā)送1個(gè)字節(jié)，都檢測應(yīng)答信號，如無應(yīng)答信號，建立標(biāo)志位F0，程序重新開始發(fā)送數(shù)據(jù)。
以下是該I2C總線顯示電路的程序清單，顯示緩沖區(qū)為30H到3FH單元。
START：MOVR0，#30H；顯示緩沖區(qū)首地址
MOVR1，#17H；SAA1064控制碼
MOVR2，#70H；SAA1064（1）的地址
MOVR3，#04H；4片SAA1064
LOOP：ACALLDISP
JBF0，START；無應(yīng)答信號重新開始
INCR2；
INCR2；
DJNZR3，LOOP；
┆
以下是顯示子程序
DISP:CLRF0;清除無應(yīng)答標(biāo)志
MOVI2CFG，#30H；請求成為I2C總線主機(jī)
JNBMASTER，$；等待成為I2C總線主機(jī)
MOVI2CON，#1CH；清除起動條件
MOVA，R2；取從設(shè)備地址
ACALLSEND；發(fā)送從設(shè)備地址
JBF0，DISP2；無應(yīng)答信號轉(zhuǎn)移
MOVA，#0；SAA1064子地址
ACALLSEND；發(fā)送子地址
JBF0，DISP2；無應(yīng)答信號轉(zhuǎn)移
MOVA，R1；取SAA1064控制碼
ACALLSEND；發(fā)送控制碼
JBF0，DISP2；無應(yīng)答信號轉(zhuǎn)移
MOVR4，#04H；四只數(shù)碼管
DISP1：MOVA，@R0；取字形代碼
ACALLSEND；發(fā)送字形代碼
JBF0，DISP2；無應(yīng)答信號轉(zhuǎn)移
INCR0；修正顯示單元地址
DJNZR4，DISP1；
DISP2：ACALLSSTP；發(fā)送停止位
RET；
；發(fā)送1個(gè)字節(jié)
SEND：MOVR4，#8H；設(shè)置數(shù)據(jù)格式為8位
SENDB：MOVI2DAT，A；發(fā)送數(shù)據(jù)位
RLA；取下一個(gè)數(shù)據(jù)位
JNBDRDY，$；等待數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好
DJNZR4，SENDB；
MOVI2CON，#0A0H；轉(zhuǎn)換為接收模式
JNBATN，$；等待應(yīng)答信號
JNBRDAT，SENDE；是應(yīng)答位嗎？
SETBF0；建立無應(yīng)答信號標(biāo)志
SENDE：RET；
�。话l(fā)送停止位
SSTP：CLRMASTRQ；取消主機(jī)位置
MOVI2CON，#21H；產(chǎn)生總線停止條件
JNBATN，$；等待
MOVI2CON，#20H；清除數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好標(biāo)志
JNBATN，$；等待發(fā)送停止條件
MOVI2C0N，#91H；釋放I2C總線
CLRTIRUN；停止定時(shí)器I的運(yùn)行
RET
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