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并口控制I2C总线的实现 摘要：本文介绍了用并口控制I2C总线从而驱动I/O电路的方法，对并口，I2C总线，I2C总线的芯片，驱动程序等作了介绍。 关键字：I2C（Integrated IC），SDA（Serial Data and Address，串行数据地址），SCL（Serial Clock，串形时钟） 并口控制I2C总线简介 I2C总线是飞利浦公司发明的一种串行总线，主要用再单片机上。I2C总线主要优点是信号数量少，只有三根，即SDA，SCL，GND。其中SDA信号是双功能的信号，它既是地址线，又是数据线，通过协议来选择。SCL是时钟信号，用来同步主机和设备。相比起来一般的并行总线则需要有很多信号，8个数据线，16个地址线，片选，读/写控制…，这就不可避免的造成PCB面积很大，步线复杂，成本高，易受串绕，而I2C总线解决了以上问题，但同时也带来了编程复杂，总线速度略慢的副作用。 而由于我们厂生产线在上P2K手机时需要改进接口箱，提出的要求是成本低，与其它厂兼容，连线简单，便于扩展，于是我们便采用了并口控制I2C总线的方案。原因是并口是计算机自带的，不用单独购买如GPIB卡之类的插卡，这样就省下已比不小的开支，并口定义比较简单（参考下图），能够满足I2C总线的通信需要。 图1：25针并口型头定义 下面简单介绍一下并口，并口最主要的功能是联机打印机，而打印机是数据输出设备，所以数据通道被设计成单向的，能传8位的数据，随着计算机的发展，现在的并口已经是增强性并口了（EPP），数据通道也变成双向的了，可以和计算机互传数据，但考虑到兼容性问题，我们还是沿用了传统并口。并口数据通道的I/O地址是378H（16进制），从D0到D7（第2到第9脚）。另外还有两个握手控制通道，地址分别为379H（输入，打印机或其它外设返回的信号，如忙，应答，缺纸…第10，11，12，13脚），37AH（输出，计算机给打印机或其它外设的控制信号，如选通，进纸…第1，14，15，16，17脚） 我们用了如图标（红圈）的几路信号，因为传统并口数据通道是单向的，所以用8脚做I2C_SDA_O， 9脚做I2C_CLOCK，这两路都是输出，12脚做I2C_SDA_I，这路是输入。这三路信号经过并口卡的光耦做电平转换，变成了3.3V的I2C信号：SDA，SCL，请参考图2的电路，实际上可以不用光耦也可以进行电平转换，如图中左侧的电路（只用一片74HC05），但考虑到安全性问题（保护并口不被意外烧坏）还是采用光耦。因此跳线应设为2，3脚短接。 并口卡上有一个5V的DC-DC转换器，给光耦靠近计算机端提供电源。 图2：并口电平转换部分电路 下面再介绍一下I2C总线的串并转换芯片（PCF8574P，PCF8574AP），这是一款飞利浦公司设计的8-Bit I/O扩展芯片，这两种芯片的功能是一样的，唯一不同的是片选地址，PCF8574P的可选地址范围是：40H ~ 4EH，PCF8574AP的可选地址范围是：70H ~ 7EH，下面介绍一下它们的管脚功能，请参考图三。 P0 ~ P7是8个双向I/O口，这8路信号经过隔离驱动就可以控制继电器，电磁铁，指示灯等，也可以读入按钮的状态。 A0 ~ A2是地址选择线，通过他们三个信号的不同配置，可把该芯片设成不同的地址，这样8个芯片可一同工作，总共控制64路I/O，便于扩展。 SCL是串形时钟信号，它的最高频率是100KHz。 SDA是串形数据地址信号，它既可以传数据也可以传地址，由程序控制。 INT是中断申请信号，我们的应用中没用到此信号。 VDD，VSS是电源信号，给芯片供电，范围是2.5V ~ 6V。 图三：I2C总线的串并转换芯片（PCF8574P，PCF8574AP）方框图 下面再介绍一下I2C