用示波器測量I2C進行時序圖、波形等分析
阿新 • • 發佈:2019-01-10
I2C的概念原理網上都有就不說了,這裡只把我把兩個開發板通過I2C通訊的除錯經驗記錄分享一下。
I2C要求要有一個主裝置,負責發起請求和控制時鐘;其它為從裝置,通過裝置ID地址來識別並響應主裝置請求。主從裝置要輪流控制SDA。一開始我沒搞明白這一點,直接加了寫I2C資料程式碼,然後用示波器在SDA和SCL腳測量,卻只能找到些凌亂的波形,沒有預期的效果。後來把從裝置接上,兩邊寫好程式碼,互相有了響應,這才在示波器上看到波形。
這裡我找了一個主裝置往從裝置寫資料的例子,程式碼如下:
char buf[128]; int len; strcpy(buf,"..huz_hello_i2c/n"); len=strlen(buf); //deviceid: 0x3c write_i2c(0x3c, buf , len);接收端的程式碼比較簡單,就不貼了。
將示波器的X和Y分別接到SDA和SCL,得到波形並分析如圖:
從圖中可知時序如下:
- 由主機發起,在SCL為高電平時,SDA由高到低切變,形成開始訊號;
- 接著是7位地址和一位讀寫標誌,這裡7位地址為0111100,即0x3c,正是我們程式碼中設定的地址ID;最後一位為0表示寫操作;
- 接著在下一個時鐘,主機以高電平狀態釋放SDA,這時從機響應,將SDA拉低了;
- 接著是兩個8位資料00101110與響應,即0x2E,正是“.”號的ASCII碼,符合預期輸出;
- 還有其它資料和最後的停止位,圖中被截掉了。
從圖中可知,縱向一格是200mV,則SDA和SCL的電平大概就是350mV;由於訊號筆上設定了訊號x10,因此實際電平應該大概是3.5V(理論上應該是3.3V)。橫向一格是25us,10個時鐘週期大概用了4格,即4x25us=100us,平均每個時鐘週期是10us,可算出傳輸頻率為1/10us=100,000/s,即100k bps。
另外,對於讀從裝置內容,基本流程是主裝置先往從裝置寫一個命令,然後再輸出讀取命令,然後才由從裝置傳送資料。過程類似,不再具體分析了。
下圖示例中,主機先向從機寫了一個地址命令,然後重新開始並進入讀取週期。
分析波形可檢測出I2C通訊工作是否正常,是否符合預期,對我們程式設計除錯診斷有輔助作用。