IIC的通信波形分析

关于IIC，不解释它的历史了，有兴趣自己去百度看看，本文的图片是由周立功的LAB6021逻辑分析仪抓取的，通信的波形是抓取的cypress的psoc 4000芯片得到的。

最近项目需要用到触摸IC，使用了一片触摸cypress的触摸IC，这个触摸IC的内核挺强大的，主要是可编程，自己配置引脚功能，并通过模拟的分析套件直接在PC端直接显示波形图，通过直观的观察自定义触摸模块的灵敏度，芯片在项目中作为IIC的从设备。芯片的触摸功能我会在另一篇博文说明，本文主要说说怎么查看IIC的波形图。

IIC总线可以接多个设备，协议并不约束设备的主从关系，但是，在同一时间只能有一个主设备，每个设备都有一个设备地址，而cypress的设备可以设置两个设备地址，_(:зゝ∠)_，虽然我不知道要两个设备地址干嘛。

上       上图是一个完整的IIC的一个读操作，从设备地址为0xB4，读取的地址为0x2a，读取的值为0xA5.

协议的结构如下图

然后结合图片一点一点的分析IIC的时序（读操作）

1、起始信号

开始的时候，SDA和SCL都空闲，被上拉电阻拉为高电平，SDA被主设备拉低，持续需要大于0.6us（图中时间持续了15us），然后SCL被拉低，一个起始信号完成。

2、然后是发送第一个数据，从设备地址

     从图中可以看到，从设备地址为0xb4，数据操作为写操作，注意一点，IIC的地址位为7位，最后一个脉冲是读写的操作方式，根据通信协议，需要对这个设备进行操作第一步需要唤醒从设备，操作方式为写操作。关于协议解析，IIC协议是电平触发的，只有在高电平的时候数据有效，低电平无效，所以直接将图中的SCL的高电平下的SDA的数据记下来，按照8位读取10110100，翻译成16进制就是0xb4，按照7位读取1011010，翻译成16进制就为0x5a，这只是翻译时候选取的位数不同，不是错误，切记，根据通信协议，后面还有一个地址，那是读操作，地址如果按照8位读取就变成了0xb5，有时候看别人的程序，写地址的时候第二个地址位比第一个多了1，那不是错误，是操作方式而已。╮(╯▽╰)╭，我在看别人的代码的时候就出过这样的笑话，甚是尴尬。最后一个脉冲完成的时候，主设备释放SDA控制权，如果总线正常，从设备存在，从设备将SDA拉低，作为应答，这时候，主设备将SCL 拉高，如果主设备检测到SDA为底时，说明应答成功，也可以说是通信握手。然后主设备继续接管SDA，进行下一个数据发送。

注意一点，数据传输时，scl为高电平的时候，sda不允许变化，只有在scl为低电平的时候

才允许sda变换电平；在scl为高电平的时候，sda电平变化意味该信号为起始或停止信号。

3、发送寄存器的基地址

第二个数据是需要读取的寄存器的基地址，当主设备接收到从设备的应答信号之后，发送第二个数据，在IIC通信协议中，这个数据是寄存器基地址，数据都是8位的，没有操作位，直接将SCL的8个脉冲翻译过来就好了，图中的数据为0x2A，说明需要操作的寄存器为0X2A。

4、发送一次起始位，再次发送一个从设备地址，以及真正的操作位

在发送完成基地址之后，释放SCL和SDA，然后再次发送一个起始位，发送完起始位之后发送从设备地址，关于从设备地址，请读者看看，如果将SCL的8个脉冲上的SDA直接读取，得到的是10110101，翻译过来就是0X85，参考第1点，IIC通信中，设备地址为7位，所以，直接将最后一位丢掉，得到1011010，翻译过来是0x5a，最后一位为读操作，最后一位为读操作，最后一位为读操作，然后释放SDA，等待从设备应答。

5、接收从设备的数据

从设备根据SCL的电平信号，在SCL为低电平时，发送数据，在SCL为高电平时，接收数据。8个数据发送完成后，从设备释放SDA控制，等待主设备应答，如果主设备任然需要读取数据，会发送一个应答信号,应答信号为SDA被主设备拉低，然后发送一个SCL的高脉冲，告知从设备需要继续读取数据，否则不应答，直接发送停止信号，结束通信。

6、停止信号

停止信号如图，在通信期间，主设备先将SDA、SCL拉低，持续0.6us，然后将SCL拉高，持续1.2us，将SDA拉高。这就是停止信号，通信停止。如果将SCL拉低变成一个脉冲那就是继续通信的意思。

关于写操作，额……_(:зゝ∠)_忘了抓波形图了。过几天再抓个波形图再写。

写于深圳 2017-4-1