用示波器对单片机I2C时序进行图形波形分析的试验小结
2012-01-04 17:37
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I2C的概念原理网上都有就不说了,这里只把我把两个开发板通过I2C通讯的调试经验记录分享一下。
I2C要求要有一个主设备,负责发起请求和控制时钟;其它为从设备,通过设备ID地址来识别并响应主设备请求。主从设备要轮流控制SDA。一开始我没搞明白这一点,直接加了写I2C数据代码,然后用示波器在SDA和SCL脚测量,却只能找到些凌乱的波形,没有预期的效果。后来把从设备接上,两边写好代码,互相有了响应,这才在示波器上看到波形。
这里我找了一个主设备往从设备写数据的例子,代码如下:
char buf[128];
int len;
strcpy(buf,"..huz_hello_i2c/n");
len=strlen(buf);
//deviceid: 0x3c
write_i2c(0x3c, buf , len);
接收端的代码比较简单,就不贴了。
将示波器的X和Y分别接到SDA和SCL,得到波形并分析如图:
从图中可知时序如下:
由主机发起,在SCL为高电平时,SDA由高到低切变,形成开始信号;
接着是7位地址和一位读写标志,这里7位地址为0111100,即0x3c,正是我们代码中设置的地址ID;最后一位为0表示写操作;
接着在下一个时钟,主机以高电平状态释放SDA,这时从机响应,将SDA拉低了;
接着是两个8位数据00101110与响应,即0x2E,正是“.”号的ASCII码,符合预期输出;
还有其它数据和最后的停止位,图中被截掉了。
从图中可知,纵向一格是200mV,则SDA和SCL的电平大概就是350mV;由于信号笔上设置了信号x10,因此实际电平应该大概是3.5V(理论上应该是3.3V)。横向一格是25us,10个时钟周期大概用了4格,即4x25us=100us,平均每个时钟周期是10us,可算出传输频率为1/10us=100,000/s,即100k bps。
另外,对于读从设备内容,基本流程是主设备先往从设备写一个命令,然后再输出读取命令,然后才由从设备发送数据。过程类似,不再具体分析了。
下图示例中,主机先向从机写了一个地址命令,然后重新开始并进入读取周期。
分析波形可检测出I2C通信工作是否正常,是否符合预期,对我们编程调试诊断有辅助作用。
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I2C的概念原理网上都有就不说了,这里只把我把两个开发板通过I2C通讯的调试经验记录分享一下。
I2C要求要有一个主设备,负责发起请求和控制时钟;其它为从设备,通过设备ID地址来识别并响应主设备请求。主从设备要轮流控制SDA。一开始我没搞明白这一点,直接加了写I2C数据代码,然后用示波器在SDA和SCL脚测量,却只能找到些凌乱的波形,没有预期的效果。后来把从设备接上,两边写好代码,互相有了响应,这才在示波器上看到波形。
这里我找了一个主设备往从设备写数据的例子,代码如下:
char buf[128];
int len;
strcpy(buf,"..huz_hello_i2c/n");
len=strlen(buf);
//deviceid: 0x3c
write_i2c(0x3c, buf , len);
接收端的代码比较简单,就不贴了。
将示波器的X和Y分别接到SDA和SCL,得到波形并分析如图:
从图中可知时序如下:
由主机发起,在SCL为高电平时,SDA由高到低切变,形成开始信号;
接着是7位地址和一位读写标志,这里7位地址为0111100,即0x3c,正是我们代码中设置的地址ID;最后一位为0表示写操作;
接着在下一个时钟,主机以高电平状态释放SDA,这时从机响应,将SDA拉低了;
接着是两个8位数据00101110与响应,即0x2E,正是“.”号的ASCII码,符合预期输出;
还有其它数据和最后的停止位,图中被截掉了。
从图中可知,纵向一格是200mV,则SDA和SCL的电平大概就是350mV;由于信号笔上设置了信号x10,因此实际电平应该大概是3.5V(理论上应该是3.3V)。横向一格是25us,10个时钟周期大概用了4格,即4x25us=100us,平均每个时钟周期是10us,可算出传输频率为1/10us=100,000/s,即100k bps。
另外,对于读从设备内容,基本流程是主设备先往从设备写一个命令,然后再输出读取命令,然后才由从设备发送数据。过程类似,不再具体分析了。
下图示例中,主机先向从机写了一个地址命令,然后重新开始并进入读取周期。
分析波形可检测出I2C通信工作是否正常,是否符合预期,对我们编程调试诊断有辅助作用。
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