I2C裝置除錯及波形分析

2021-07-26 17:14:25 字數 1684 閱讀 5512

最新在開發oled屏驅動,需要用到i2c匯流排,下面大體上講解一下i2c裝置的除錯及波形分析,為大家做一些參考,由於剛涉及這部分內容,因此有什麼錯誤的,還請賜教~

一、概要

i2c匯流排只需要兩條線,一條sda資料線,一條scl時鐘線;根據這兩條線的高低電平、上公升沿、下降沿就可以實現主機與i2c裝置的通訊;其中有:

(1)i2c匯流排相關

傳輸開始條件:scl處於高電平,sda下降沿時;

傳輸接收條件:scl處於高電平,sda上公升沿時;

傳輸資料:開始傳輸後,scl處於高電平時,sda的資料為所傳輸的資料;

回應:當傳輸完乙個位元組後,i2c裝置需要回應乙個ack,這樣主機才繼續傳送;因此回應訊號是在傳輸完8bit後的下乙個資料位(sda值),當sda為0表示有回應,為1表示沒回應;

正常i2c匯流排的資料是:start + i2c devece id + r/w + ack + data(first byte)+ ack + ... + data(n)+ ack + stop

(2)i2c裝置相關

暫存器reg:一般的i2c裝置晶元都有帶reg,一般在傳輸正式的資料之前需要先傳輸reg位址,比如我的oled來說,在傳控制命令時需要先傳送0x00的reg位址,在傳輸資料時需要傳送0x40的reg位址;

二、除錯及波形分析

一般當我們拿到乙個i2c裝置時,就必須涉及到驅動的編寫,就比如對於oled來說,就要用編寫oled驅動,這樣我們才能控制它,對於oled屏來說,第一步也是最重要的一步就是點亮它;當我們做完這一步,那後面剩下的就只是細節問題了;」萬事開頭難「,這句話真的不假,對於oled來說,如何才能點亮,我們該怎麼除錯呢?當我們寫完oled驅動,但oled屏還是不亮,可能問題會出現在哪?是硬體問題還是軟體問題?;若為軟體問題,那會是i2c匯流排驅動問題,還是我們i2c裝置驅動有問題?那麼我們該如何判斷問題出現位置呢?這就需要我們對i2c匯流排上的資料進行分析;那麼下面我將詳細講述如何獲取和分析i2c匯流排上的資料;

(1)示波器

對於i2c匯流排的資料,我們要用到示波器,這樣我們才能抓取到訊號,而且必須同時採集sda和scl的資料;該如何抓取呢?我這邊的方式是將示波器調成邊下降沿觸發模式(因為開始訊號是sda下降沿),並且設定成單次模式(這樣抓取完一次就會stop,便於我們資料分析);

(2)波形

由於我的oled裝置的位址是0x78(8位),而第一次我必須將oled設定成off狀態,通過命令表可以查到,必須發生0xae,而剛剛有講到在傳送命令前必須先傳送暫存器reg位址,即0x00;於是我傳送的資料為0x78+0x00+0xae;下面是我用示波器抓取到的波形:

分析(其中黃色的為sda訊號,淺藍色為scl訊號):從上述波形中我們可以讀取到資料依次是:01111000 0 00000000 101011100;即:0111100(7位oled裝置位址) + 0( 讀寫為,0為寫,1為讀)+0(ack回應)+00000000(暫存器reg)+ 10101110(0xae oled off命令);(這裡還有一點我還沒弄明白就是reg後沒有回應,還望大家不吝賜教)

下面當我來隨便傳送乙個位址時,比如當我傳送0x56(8位位址),測到的波形如下:

分析:從波形可看出資料依次為:010101101 即0101011(裝置位址)+0(讀寫位)+1(nack無應答),由於沒有相應的i2c裝置因此無應答ack訊號,於是就停止傳輸;

三、總結

由以上可知,可以通過檢視i2c匯流排資料來確認跟蹤i2c裝置,已更好地確定是軟體問題還是硬體問題;

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