ARM I2C波形控制
時間：2019-08-08 來源：長沙中心，劉老師
一、I2C簡介
I2C總線只需要兩條線，一條SDA數據線，一條SCL時鐘線；根據這兩條線的高低電平、上升沿、下降沿就可以實現主機與I2C設備的通訊；其中有：
（1）I2C總線相關
傳輸開始條件：SCL處于高電平，SDA下降沿時；
傳輸接收條件：SCL處于高電平，SDA上升沿時；
傳輸數據：開始傳輸后，SCL處于高電平時，SDA的數據為所傳輸的數據；
回應：當傳輸完一個字節后，I2C設備需要回應一個ACK，這樣主機才繼續發送；因此回應信號是在傳輸完8bit后的下一個數據位（SDA值），當SDA為0表示有回應，為1表示沒回應；
正常I2C總線的數據是：Start + I2C device address + R/W + ACK + Data（first byte）+ ACK + ... + Data（n）+ ACK + Stop
（2）I2C設備相關
設備地址：有7位和10位兩種，具體見I2C設備芯片的DataSheet，由于目前用到的是7位，因此下面主要針對7位講述；在講I2C設備地址是有可能有兩種說法，主要是用8位表示還是用7為表示，比如對于我的OLED來說，當用8位表示時則為0x78地址，當用7位時則為0x3c（即0x78右移1為），在驅動中用0x78還是用0x3c要看具體平臺的I2C總線驅動，我在AMLOGIC平臺上用的是0x78，而在MV平臺上用的是0x3c；
寄存器reg：一般的I2C設備芯片都有帶reg，一般在傳輸正式的數據之前需要先傳輸reg地址，比如我的OLED來說，在傳控制命令時需要先發送0x00的reg地址，在傳輸數據時需要發送0x40的reg地址；
二、調試及波形分析
一般當我們拿到一個I2C設備時，就必須涉及到驅動的編寫，就比如對于OLED來說，就要用編寫OLED驅動，這樣我們才能控制它，對于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，那后面剩下的就只是細節問題了；”萬事開頭難“，這句話真的不假，對于OLED來說，如何才能點亮，我們該怎么調試呢？當我們寫完OLED驅動，但OLED屏還是不亮，可能問題會出現在哪？是硬件問題還是軟件問題？；若為軟件問題，那會是I2C總線驅動問題，還是我們I2C設備驅動有問題？那么我們該如何判斷問題出現位置呢？這就需要我們對I2C總線上的數據進行分析；那么下面我將詳細講述如何獲取和分析I2C總線上的數據；
（1）示波器
對于I2C總線的數據，我們要用到示波器，這樣我們才能抓取到信號，而且必須同時采集SDA和SCL的數據；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（因為開始信號是SDA下降沿），并且設置成單次模式（這樣抓取完一次就會stop，便于我們數據分析）；
（2）波形
由于我的OLED設備的地址是0x78(8位)，而第一次我必須將OLED設置成off狀態，通過命令表可以查到，必須發生0xAE，而剛剛有講到在發送命令前必須先發送寄存器reg地址，即0x00；于是我發送的數據為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信號，淺藍色為SCL信號）：從上述波形中我們可以讀取到數據依次是：01111000 0 00000000 101011100；即：0111100(7位OLED設備地址) + 0( 讀寫為，0為寫，1為讀)+0（ACK回應）+00000000（寄存器reg）+ 10101110(0xAE OLED off命令)；
下面當我來隨便發送一個地址時，比如當我發送0x56（8位地址），測到的波形如下：
分析：從波形可看出數據依次為：010101101 即0101011（設備地址）+0（讀寫位）+1（NACK無應答），由于沒有相應的I2C設備因此無應答ACK信號，于是就停止傳輸；
三、總結
由以上可知，可以通過查看I2C總線數據來確認跟蹤I2C設備，已更好地確定是軟件問題還是硬件問題；
