示波器看I²C

首先，百度了一下下IIC相关知识，了解大概，然后我们知道一些重点之后可以用示波器打出IIC的波形加深理解。

然后划重点

1、IIC为双线通讯，半双工，两根线分别为时钟线SCL和数据线SDA，且时钟频率不超过400K。

2、IIC先传输地址，得到从设备应答后开始传输数据。地址一般为8位，包括一位读写位，数据有8位，有16位不等，和不同厂家的从设备有关。

3、一般IIC传输地址9位一帧，其中七位地址，一位读写位，一位应答位。一般而言，七位地址中前四位被厂家规定，后三位可以自行设定，且前四位有一定意义，也就是说同一条IIC总线上相同设备只能挂载8个。这也就解释了为什么理论上IIC总线可以挂载128个从设备，实际却不能挂载这么多的其中一个原因。当然还有其他原因，负载能力，走走线长度都会影响上IIC挂载外设数量。

4、IIC走线不宜靠太近，上拉电阻不宜在同一点上，如果在同一点上，附近应匹配电容滤波解耦。

 

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先打开要测外设的IIC时序及要求，看看需要测试哪些数据。

可以看出我们需要测试tf  tr  tst 等等，上图标出的数据基本都要测试。

就在这个波形附近，spec就会写明此外设的通信地址，如果没有认为修改，就可以直接用啦。

 

闲话不说，我们打开示波器，测出一组波形分析一下。

上图为CLK引脚的信号，可以看出时钟频率为369.1khz，为什么是这么个奇怪的数字呢，具体还没有深究，但是这个数字和软件驱动层的设置有关，同时也会受到从设备的硬件限制。波形基本为方波，也有部分时钟波形为正玄波。同时可以看出波形中的overshot较大，说明硬件电路处理不够得当。具体问题还需要对着单板分析，这里水平有限，不做具体分析。

这是SDA引脚的信号，基本呈矩形波，但是高电平处纹波较大，虽然不影响整体数字信号的传输，但是可以说明硬件品质依然有待提高。同时可以看出高电平处有电压下掉现象，这个后面会做解释。由于IIC本身频率不算高，加上高低压压差比较大的原因，这些纹波不会太影响传输质量，但如果这是模拟信号，那么问题就会大很多了。

现在我们将两个引脚的信号放在一起，可以看出二者原本都是高电平，开始传输是，SDA先出现下降沿，半个时钟周期后，SCL开始起振。同时可以看到△X为662.5ns，这里就需要和此芯片的spec比对，看看是否在要求范围内。其次可以看到波形中，时钟下降沿时，数据线会有明显的电压下掉现象，这里就是单板布线及解耦电容放置问题啦。于是我们打开PCB发现走线时上述两根线完全贴在一起，差分走线，并且没有设置任何解耦所需的必要器件。离上拉电阻最近的电容距离超过5mm，解耦能力非常弱。由于原理图和PCB属于机密内容，这里大家自行脑补就好。

ok，我们在之前的测试点上再次捕捉波形，发现SCL除了没有发生变化，而SDA发生了变化，这说明我们的这一条IIC上挂载了不止一个负载，同时我们可以看出此次通讯的负载的地址及控制字、数据的内容，

首先是地址，查询了负载的spec后我们知道了此负载的地址为8位，其中一位是读写位。于是我们看波形得到01111010B(这里B表示二进制)的信号。去掉最低位读写位，还剩0111101B,最高位补0，得到00111101B，及3CH(这里H表示16进制，spec中的地址一般用16进制表示),这时我们就可以知道此时，MUC在和哪一个负载通讯。

  大概就到这里啦，其他信号的质量需要对着spec中的要求一一测试比对，就不一一拿出来分析啦。

 

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本人依然处于小白状态，如有理解错误或者认知偏颇，希望各位大佬及时指出，共同进步。