I2C设备调试及波形分析

最新在开发OLED屏驱动，需要用到I2C总线，下面大体上讲解一下I2C设备的调试及波形分析，为大家做一些参考，由于刚涉及这部分内容，因此有什么错误的，还请赐教~

一、概要

I2C总线只需要两条线，一条SDA数据线，一条SCL时钟线；根据这两条线的高低电平、上升沿、下降沿就可以实现主机与I2C设备的通讯；其中有：

（1）I2C总线相关

传输开始条件：SCL处于高电平，SDA下降沿时；

传输接收条件：SCL处于高电平，SDA上升沿时；

传输数据：开始传输后，SCL处于高电平时，SDA的数据为所传输的数据；

回应：当传输完一个字节后，I2C设备需要回应一个ACK，这样主机才继续发送；因此回应信号是在传输完8bit后的下一个数据位（SDA值），当SDA为0表示有回应，为1表示没回应；

正常I2C总线的数据是：Start + I2C devece id + R/W + ACK + Data（first byte）+ ACK + ... + Data（n）+ ACK + Stop

（2）I2C设备相关

设备地址：有7位和10位两种，具体见I2C设备芯片的DataSheet，由于目前用到的是7位，因此下面主要针对7位讲述；在讲I2C设备地址是有可能有两种说法，主要是用8位表示还是用7为表示，比如对于我的OLED来说，当用8位表示时则为0x78地址，当用7位时则为0x3c（即0x78右移1为），在驱动中用0x78还是用0x3c要看具体平台的I2C总线驱动，我在AMLOGIC平台上用的是0x78，而在MV平台上用的是0x3c；

寄存器reg：一般的I2C设备芯片都有带reg，一般在传输正式的数据之前需要先传输reg地址，比如我的OLED来说，在传控制命令时需要先发送0x00的reg地址，在传输数据时需要发送0x40的reg地址；

二、调试及波形分析

一般当我们拿到一个I2C设备时，就必须涉及到驱动的编写，就比如对于OLED来说，就要用编写OLED驱动，这样我们才能控制它，对于OLED屏来说，第一步也是最重要的一步就是点亮它；当我们做完这一步，那后面剩下的就只是细节问题了；”万事开头难“，这句话真的不假，对于OLED来说，如何才能点亮，我们该怎么调试呢？当我们写完OLED驱动，但OLED屏还是不亮，可能问题会出现在哪？是硬件问题还是软件问题？；若为软件问题，那会是I2C总线驱动问题，还是我们I2C设备驱动有问题？那么我们该如何判断问题出现位置呢？这就需要我们对I2C总线上的数据进行分析；那么下面我将详细讲述如何获取和分析I2C总线上的数据；

（1）示波器

对于I2C总线的数据，我们要用到示波器，这样我们才能抓取到信号，而且必须同时采集SDA和SCL的数据；该如何抓取呢？我这边的方式是将示波器调成边下降沿触发模式（因为开始信号是SDA下降沿），并且设置成单次模式（这样抓取完一次就会stop，便于我们数据分析）；

（2）波形

由于我的OLED设备的地址是0x78(8位)，而第一次我必须将OLED设置成off状态，通过命令表可以查到，必须发生0xAE，而刚刚有讲到在发送命令前必须先发送寄存器reg地址，即0x00；于是我发送的数据为0x78+0x00+0xAE；下面是我用示波器抓取到的波形：

分析（其中黄色的为SDA信号，浅蓝色为SCL信号）：从上述波形中我们可以读取到数据依次是：01111000 0 00000000 101011100；即：0111100(7位OLED设备地址) + 0( 读写为，0为写，1为读)+0（ACK回应）+00000000（寄存器reg）+ 10101110(0xAE OLED off命令)；（这里还有一点我还没弄明白就是reg后没有回应，还望大家不吝赐教）

下面当我来随便发送一个地址时，比如当我发送0x56（8位地址），测到的波形如下：

分析：从波形可看出数据依次为：010101101 即0101011（设备地址）+0（读写位）+1（NACK无应答），由于没有相应的I2C设备因此无应答ACK信号，于是就停止传输；

三、总结

由以上可知，可以通过查看I2C总线数据来确认跟踪I2C设备，已更好地确定是软件问题还是硬件问题；

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