前言
I2C有几个特性;
- I2C是由两根线(时钟SCL + 数据SDA)组成的多主多从串行同步通信总线。
- 规范要求接入I2C的器件,SCL时钟和SDA数据线都必须是双向开漏结构的,通过总线上的上拉电阻拉到逻辑高电平。这样的结构可以实现 线与(&) 功能。这能实现多主机仲裁,慢从机同步快主机。
- 一般情况下I2C的SDA只有在SCL为低电平的时候才能改变,为高电平的时候需要保持。对应到芯片设计上则是上升沿采样,下降沿变化,除了总线发起的起始条件和停止条件。
挂死 = 挂+死机。因为其线与结构,使得总线上任何一个器件拉低SDA或者SCL,其他器件都无法拉高。如果器件一致不释放总线,则整个总线上的通信均被停止。这称为 i2c总线挂死。主机挂死,可通过代码等分析出原因,从机挂死,又不带复位引脚,则就真直接挂死了,只能重启系统。
一、SDA挂死
以下情况,I2C从机需要拉低SDA。
- 主机向从机写数据或地址时,从机如果发出ACK应答,则会第9个CLK的期间拉低SDA
- 主机读数据的时候,从机会在bit为0时对应的CLK期间拉低SDA
而当从机拉低SDA的线时,主机复位,然后主机的配置都为默认状态,即SCL为高,因此SDA检测不到SCL下降沿,就不会释放SDA,主机也就没法产生SDA下降沿,发出i2c起始信号,导致i2c通信就此中断。
二、解决办法
在SCL线上模拟一个下降沿,但一个下降沿不一定能使从机释放掉SDA,因此逐个去探测,直到SDA被释放,或者直接暴力解决,连续发送9个CLK低信号。
三、SCL挂死
这基本不会出现,只要芯片还在正常工作,就会主动释放,产生原因往往是使用用户使用MCU作为I2C从机时,程序设计上的问题导致MCU无法读取&填充buffer而导致,重点分析MCU I2C中断服务程序。