用P89C664實(shí)現(xiàn)I2C總線大批量數(shù)據(jù)的自動(dòng)存儲(chǔ)

    摘要：結(jié)合Flash Magic軟件對(duì)PhilipsP89C664單片機(jī)ISP功能進(jìn)行詳細(xì)介紹，同時(shí)詳細(xì)敘述利用P89C664硬件I2C接口接收數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)到電腦，實(shí)現(xiàn)I2C總線大批量數(shù)據(jù)的自動(dòng)保存技術(shù)，并附有完事的源泉程序清單及必要的注釋。

    關(guān)鍵詞：Flash Magic ISP I2C P89C664

引言

在實(shí)際工作中，有些情況下可能需要對(duì)一些I2C接口發(fā)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如果數(shù)據(jù)較少則比較容易解決。比如可以直接把數(shù)據(jù)保存到單片機(jī)的RAM中，然后通過LED顯示出來，但如果數(shù)據(jù)量很大，這種方法就很河取了。在這種情況下，想辦法把大量的數(shù)據(jù)保存到電腦里是一個(gè)比較好的方法這樣不但可以解決大批量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)問題，同時(shí)也易于編輯、分析和打印。

但是，電腦的外設(shè)接口中是沒有I2C接口的，因此需要對(duì)I2C部遲疑不決的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使之能發(fā)往電腦，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的文件存儲(chǔ)。綜合各種因素考慮，采用UART串口的方式比較方便，因?yàn)榇诩夹g(shù)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛、各種應(yīng)用軟件也較為豐富。

本文不僅介紹了如何實(shí)現(xiàn)I2C數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和自動(dòng)存儲(chǔ)，同時(shí)也介紹了P89C664的ISP功能，并給出了詳細(xì)配合相關(guān)軟件，完全可以省去一臺(tái)價(jià)格不菲的編程器，實(shí)用性強(qiáng)。這非常適合業(yè)余自學(xué)單片機(jī)技術(shù)或者在家吵建立一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的開發(fā)系統(tǒng)。

1 P89C664單片機(jī)及ISP、IAP簡(jiǎn)介

P89C664是Plilips公司一款優(yōu)秀的51內(nèi)核單片機(jī)芯片、帶64KB的Flash程序夏令、1792B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、I2C硬件全工作方式接口、6 clocks/12 clocks可選、8個(gè)中斷源/4級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)、雙DPTR寄存器、PCA以及IAP、ISP功能等，具體內(nèi)容請(qǐng)參考相關(guān)資源。在Philips的網(wǎng)站上可以下載到詳細(xì)的技術(shù)資料及各種應(yīng)用文檔：http://www.semiconductors.philips.com/。

    下面科簡(jiǎn)單的介紹一下ISP、IAP的概念。

ISP（In System Programming），即在系統(tǒng)編程。它允許MCU還在產(chǎn)品電路板上時(shí)，對(duì)其下載新的程序。這種技術(shù)的一個(gè)明優(yōu)點(diǎn)是，不需要把MCU芯片從你的電路板上拆下來，再裝到傳統(tǒng)的編程器上來寫入新的程序。你盡可以把具有ISP功能的MCU芯片焊接在電路板上，應(yīng)用更加可靠、方便。當(dāng)然，你得把MCU的UART串口留出，并設(shè)計(jì)好簡(jiǎn)單的外圍電路；同時(shí)還配有一個(gè)專用的ISP軟件以實(shí)現(xiàn)用戶程序的直下載。這種專用的ISP下載軟件可以在各公司的網(wǎng)部上免費(fèi)下載到。P89C664的ISP軟件可在Philips公司的網(wǎng)站上下載。當(dāng)然，如果你有興趣也可以自己設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)性化的ISP下載軟件，因?yàn)镻hilips公司對(duì)ISP的各種編程指令是開放的。

    IAP（In Application Programming），即在應(yīng)用中程序。就是說，MCU自己可以獲取新的代碼并對(duì)自己重新編程。這是一個(gè)極為有用的技術(shù)，比如可以通過Internet、程控電話網(wǎng)等給你的產(chǎn)品遠(yuǎn)程升級(jí)，就像常見的殺毒軟件可以自動(dòng)升級(jí)一樣。有了這項(xiàng)技術(shù)，你就可以利用現(xiàn)在的程控電話網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)你的嵌入式系統(tǒng)遠(yuǎn)程自動(dòng)升級(jí)，而無須傳統(tǒng)的那種給客戶郵寄芯片而帶來的不便。

需要指出的是：ISP和IAP的核心技術(shù)是相同的，都是調(diào)用內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)程序?qū)lash存儲(chǔ)器進(jìn)行擦除和重新編程。區(qū)別在于：ISP由片內(nèi)固化的一個(gè)默認(rèn)的串行加載程序（Boot Loader）來完成這一動(dòng)作；而IAP則由用戶在自己的程序中完成這一調(diào)用，這就為產(chǎn)品的遠(yuǎn)程升級(jí)提供了可能，甚至可以說是MCU應(yīng)用技術(shù)的一個(gè)里程碑。

2 ISP技術(shù)的應(yīng)用

對(duì)于Philips的MCU，其ISP電路很簡(jiǎn)單，就是一個(gè)與計(jì)算機(jī)串口通信的電路（注：根據(jù)ISP控制軟件的不同電路會(huì)略有不同），電路如圖1所示。

國(guó)外的嵌入式系統(tǒng)學(xué)會(huì)（Embedded Systems Academy）提供了一個(gè)ISP軟件Flash Magic，可以在該組織的網(wǎng)站上下載到，網(wǎng)址為http://www.esacademy.com/。上面的連接電路也是與該軟件配套使用的。這是一款很優(yōu)秀的軟件，操作方便、功能強(qiáng)大，并且該軟件支持Philips公司的幾乎所有帶ISP的器件。另外，Philips公司也免費(fèi)提供ISP軟件，但其易用性方面不如Flash Magic。

Flash Magic的安裝過程與標(biāo)準(zhǔn)的Windows軟件類似，在此不再詳述。安裝完成后，啟動(dòng)Flash Magic后，有圖2所示畫面。

緊接著Flash Magic軟件將用默認(rèn)的設(shè)置嘗試連接ISP芯片，如圖3所示。

請(qǐng)注意狀態(tài)欄中的顯示“Attempting to connect...”，說明Flash Magic正在嘗試著連接ISP裝置。如果你已經(jīng)用Flash Magic下載過程序并且沒有更改ISP裝置的話，則很快就可連接上。如果你是第一次使用，則需要進(jìn)行一些必要的針對(duì)性設(shè)置，以便Flash Magic能正常連接帶ISP的MCU。如果連接不上，F(xiàn)lash Magic將彈出圖4所示的提示框。

請(qǐng)點(diǎn)擊“取消”！然后在軟件的主界面中選擇菜單Options/Advanced Options...，如圖5所示。

此時(shí)彈出設(shè)置框，請(qǐng)切換到Hardware Config選項(xiàng)卡，如圖6所示。

使“Use DTR and RTS to control RST and PSEN”、“Keep RTS asserted while COM Port open”選項(xiàng)有效即可，其它都不用更改，直接點(diǎn)“OK”確定。

Flash Magic的主界面上有清晰的1、2、3、4、5數(shù)字指示。這1～5的數(shù)字不令表示5個(gè)不同的區(qū)域，同時(shí)也不是下載程序的5個(gè)步驟。當(dāng)然如果你已經(jīng)設(shè)置好了，每次下載后就可直接點(diǎn)"start"按鈕即可。

在區(qū)域1中，我們需要設(shè)置這里的每一個(gè)選項(xiàng)，在這里我們是以P89C664為例的，如圖7所示。

COM Port:Flash Magic支持COM1、COM2、COM3和COM4共4個(gè)串口，在過大多數(shù)電腦只有COM1和COM2口，主選擇正確的COM口，該COM就是連接用戶板的那個(gè)串口。

    Baud Rate：這里設(shè)置程序的下載速率，根據(jù)情況選擇合適的值，不易太大，否則會(huì)因?yàn)楦蓴_而無法連接，通常情況下用19200bps就比較合適了。

Device:選擇ISP器件型號(hào)，在Flash Magic的1.81版中，共支持35種ISP器件，這里選擇P89C664。

Oscillator Frea.(MHz)：在這里請(qǐng)?zhí)钊肽阌脩舭迳螹CU用兵晶振頻率值。

其它部分類似，可以自己下載下一個(gè)Flash Magic，新自操作一下就會(huì)很清楚了。

除了下載用戶程序外，F(xiàn)lash Magic還提供了其它的一些功能，都集中在“ISP”菜單中?？梢杂H自去試一下，以后你會(huì)發(fā)現(xiàn)Flash Magic真的很好用。有了它一定能讓你的開發(fā)工作事半功倍，而且可以省去一臺(tái)昂貴的編程器，對(duì)單片機(jī)的初學(xué)者尤為適用。

3 I2C接收數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)到電腦

由于P89C664帶有硬件I2C接口，因此我們用它作為從器件接收I2C總線上的數(shù)據(jù)，Philips公司在相關(guān)的技術(shù)資料中給出了標(biāo)準(zhǔn)的I2C接口控制程序包。其實(shí)也可根據(jù)P89C664的資料自己來編寫I2C接口的控制程序，不過Philips公司提供的參考程序很值得我們學(xué)習(xí)、研究。下面程序中用的就是Phlips公司推出的I2C接口控制程序，為了更適用于接收大批量的I2C總線數(shù)據(jù)，我們對(duì)其中的一部分代碼作了必要的更改，如果需要標(biāo)準(zhǔn)的控制程序請(qǐng)自己從Philips的網(wǎng)站上下載。

程序的流程是首先設(shè)置好I2C接口的地址以及各SFR的值，然后啟動(dòng)I2C接口，并把接收到的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)往電腦，在電腦上啟動(dòng)另一串口調(diào)試軟件并做好相關(guān)的設(shè)置，即可將I2C總線的數(shù)據(jù)接收并保存下來。在這里，我們的用戶板作用相當(dāng)于一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，即把I2C總線的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為UART的數(shù)據(jù)流并發(fā)往電腦。

請(qǐng)注意：一般我們的ISP下載、串口調(diào)試是公用同一部分電路和同一個(gè)串口的。因此，F(xiàn)lash Magic和串口調(diào)試軟件不能同時(shí)啟動(dòng)，否則將出錯(cuò)，請(qǐng)?jiān)谙螺d完程序后關(guān)閉Flash Magic軟件再啟動(dòng)串口調(diào)試軟件。

由于串口一直以來都是各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所提供的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，因此串口中的調(diào)試軟件在網(wǎng)上隨處可見，當(dāng)然你若有興趣也可自己設(shè)計(jì)一款串口調(diào)試軟件。

在這里我們采用的是一個(gè)名為串口調(diào)試器，英文名COMPort Debuger的軟件，比較好用，并且具有大批量數(shù)據(jù)的自動(dòng)保存功能，這個(gè)功能很重要。該軟件啟動(dòng)后的界面如圖8所示。

    在發(fā)送區(qū)和接收區(qū)中顯示有軟件作者的網(wǎng)站，大家可以去那里下載最新版。

在用戶板程序運(yùn)行并對(duì)串口調(diào)試設(shè)置好后即可點(diǎn)“打開串口”，此時(shí)在接收區(qū)將顯示通過串口發(fā)來的各種數(shù)據(jù)。

網(wǎng)站（www.dpj.com.cn）給出該轉(zhuǎn)發(fā)裝置中P89C664的完事源泉程序，程序中附有必要的注釋。

結(jié)語

本文較為詳細(xì)的介紹了P89C664 ISP功能的應(yīng)用，及利用簡(jiǎn)單的在線下載裝置編程實(shí)現(xiàn)I2C總線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和保存；同時(shí)給出了詳細(xì)的I2C硬件接口的初始化及整套裝置的源程序。可用于各種大批量I2C總線數(shù)據(jù)的自動(dòng)保存、編輯、分析、打印等，也可將該置用于一般的開發(fā)中，測(cè)試你的程序是否滿足要求等。