嵌入式工程师必备技能--如何使用示波器查看IIC波形

正点原子 · 发表于 2021-11-17 16:55:52

本帖最后由正点原子于 2022-1-7 17:35 编辑

以下文章来源于：公众号：开源电子网，读取更多技术文章，请扫码关注

讨论发帖图.png

如何使用示波器查看IIC波形

前言

这篇文章着重点是让大家学会使用示波器查看IIC波形，并且说明在搞IIC驱动中，大家比较容易犯的错误点。关于IIC驱动源码，这里不过多描述，以精英版IIC实验例程为基础。示波器使用正点原子大神DS100作为测试。

                                                   （点击图片观看视频）

                                          DS100示波器视频介绍

购买链接【复制到浏览器打开】

https://detail.tmall.com/item.htm?id=632834963710

淘宝搜索：正点原子旗舰店即可进店购买

一.测试场景

实物连接图如下：

(通道A连接到PB6即IIC_SCL上，通道B连接到PB7即IIC_SDA上)

DS100示波器操作按键示意图如下图所示：

通过选择滚轮和调整滚轮，把右侧参数调整，如下图所示：

这里主要做的工作：

   ① 双通道即通道A和通道B(通过耦合方式进行开启)
   ② 垂直档位2V
   (这里需要查看探头档位并在示波器上探头调整为X1即可)
   ③ 档位调整为100us即可，对于IIC通信可以了
   ④ 阈值不能调太高
   ⑤把触发方式改为单次

   把例程代码修改一下，写入数据为1个字符‘A’：

//要写入到24c02的字符串数组
const u8 TEXT_Buffer[] = {"A"};

复制代码

在地址10处写入/读写一个字符数据，代码修改如下：

AT24CXX_Write(10, (u8 *)TEXT_Buffer, SIZE);
AT24CXX_Read(10, datatemp, SIZE);

复制代码

      编译下载进开发板。例程的操作是按下按键1就是写入数据，按下按键0就是读取数据。

二.分析波形

   这里我们以AT24C02写时序为例子进行分析，回顾一下。

   整个写操作过程如下：
   起始信号à地址和方向à应答信号à内存地址à应答信号à数据内容à应答信号à停止信号

   由于前面已经将触发方式改为单次，所以通过按下按键1即是写入操作，获得波形图。

这时候，我们已经把整个写操作时序获取到，这样看肯定不清楚，所以我们可以通过时间档位进行放大。时间档位变为10us并通过水平偏移操作，放大波形如下：

   通过波形图，你会发现：

   S就是经典的起始信号，当SCL线为高电平的时候，SDA从高电平往低电平跳变

   发送起始信号之后便是地址和方向组合的一个字节数据，这里就是0xA0。0xA0的由来可以查看一下IIC实验教程。

   (重点)第九个时钟脉冲高电平期间便是检测应答信号，这里也是检测IIC有没有通信成功的地方。假如看到波形是有低电平，那么就证明从机应答了，否则就是没有应答，这时候你就需要检查第一个字节是不是应该发0xA0。

   图中第九个时钟脉冲后，SDA线出现绿色的小尖峰是由于从机发送完应答信号后，会释放SDA线，把总线的主动权交还给主机。这是正常现象。

   现在继续往后分析波形，通过水平偏移，把波形图整体往左移，如下：

   这里传输的便是内存地址，前面也提到为地址10处，0xA0即为10，这里与你发送的是一致的内容，并且后面也能接收到从机返回的应答信号。

   继续通过水平偏移，查看剩下的波形内容。

   这里传输的就是数据内容，通过波形分析，传输的数据为0x41。‘A’的ASCII码值就是0x41，发送与实际一致。随后便是从机的应答信号，低电平表示应答，最后便是经典的P停止信号，在SCL线为高电平的时候，数据线从低电平往高电平跳变。

   以上就是分析IIC波形图的过程。

   导致IIC通信异常或者失败的原因有：
   ① IIC_SDA和IIC_SCL没有接上拉电阻，这时候出现的波峰会出现软弱无力的感觉，可以参照正点原子原理图设计。

   ② 读取数据时异常，这里就要检查主机发送完数据后是否释放SDA线，源码可以参考例程。

   ③ 写入数据不生效，这里存在一个很关键的地方，EEPROM写入速度比较慢，必须需要等待一小段时间约10ms。

   下图是AT24C02的读时序图。

   整个读操作过程如下：

   起始信号à地址和方向à应答信号à内存地址à应答信号à
   起始信号à地址和方向à应答信号à数据内容à应答信号à停止信号

   有DS100示波器的同学，可以尝试捕捉一下读操作波形，看看读出来的是不是字符‘A’。

f1701447 · 发表于 2021-11-17 19:21:02

示波器确实不错，加上协议解码就更好了

嵌入式工程师必备技能--如何使用示波器查看IIC波形

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

相关帖子