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(yè)。
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(dòng)控制器件,為雙極型集成電路,有2×8位輸出驅(qū)動(dòng)接口,可靜態(tài)驅(qū)動(dòng)2位或動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)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(duì)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(duì)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(dòng)輸出端口1。P1為最低位,P8為最高位。
P9～P16 段驅(qū)動(dòng)輸出端口2。P9為最低位,P16為最高位。
MX1、MX2 動(dòng)態(tài)顯示方式時(shí)的公共極驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端,用以切換兩對(duì)數(shù)碼管輪流顯示。
SDA、SCL I2C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(dòng)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(duì)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(dòng)標(biāo)志。
（1）數(shù)據(jù)的輸入操作
SAA1064的顯示驅(qū)動(dòng)控制只需要I2C總線對(duì)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：
| S | SLAW | A | SUBADR | A | COM | A |
| data1 | A | data2 | A | data3 | A | data4 | A | P |
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(dòng)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(dòng)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。
| 0 0 0 0 | SA | SB | SC | 單元地址 | 功 能 |
| 0 0 0 0 | 0 | 0 | 0 | 00H | 控制寄存器 |
| 0 | 0 | 1 | 01H | 數(shù)字位1 | |
| 0 | 1 | 0 | 02H | 數(shù)字位2 | |
| 0 | 1 | 1 | 03H | 數(shù)字位3 | |
| 1 | 0 | 0 | 04H | 數(shù)字位4 | |
| 1 | 0 | 1 | 05H | 保留不用 | |
| 1 | 1 | 0 | 06H | 保留不用 | |
| 1 | 1 | 1 | 07H | 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(cè)試,動(dòng)、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。控制命令（COM）格式如下：
