如何解决I2C器件死锁的问题?

如何解决I2C器件死锁的问题?,第1张

正常情况下,I2C总线协议能够保证总线正常的读写 *** 作。但是在某些异常情况下会导致I2C总线锁死。例如主控制器突然复位、或者I2C总线上存在干扰、或者电源异常等都可能导致I2C总线锁死。

在I2C主设备进行读写 *** 作的过程中,主设备在开始信号后控制SCL产生8个时钟脉冲。然后拉低SCL信号为低电平,在这个时候,从设备输出应答信号,将SDA信号拉为低电平 如果这个时候主设备异常复位,SCL就会被释放为高电平。此时,如果从设备没有复位,就会继续I2C的应答,将SDA拉为低电平,直到SCL变为低带袭毕电平,才会结束应答信号。而对于I2C主设备来说,复位后检测SCL和SDA信号,如果发现SDA信号为低电平,则会认为I2C总线被占用,会一直等待SCL和SDA信号变为高电平。这样,I2C主设备等待从设备释放SDA信号,而同时I2C从设备又在等待主设备将SCL信号拉低以释放应答信号,两禅仿者相互等待,I2C总线进入一种死锁状态。

同样,当I2C进行读 *** 作,I2C从设备应答后输出数据,如果在这个时刻I2C主设备异常复位而此时I2C从设备输出的数据位正好为0,也会导致I2C总线进入死锁状态。

广州致远电子ARM核心板使用IIC设备时,遇到总线死锁是如何让总线死锁恢复呢,常用方法如下:

(1) 尽量选用带复位输人的I2C从器件,从I2C总线死锁产生的原因可以发现I2C总线死锁的一个必要条件是主设备复位了而从设备没有复位。如果从设备选用带复位输入的芯片,将主从设备的复位信号连接在一起,当外部产生复位事件时,主从设备同时复位,这样就不会发生I2C总线死锁现象了。 这种方法的缺点也是显而易见的,首先,大部分I2C从器件都没有复位输入,器件选型受到了很大的限制;其次,这种对于主设备集成看门狗引起的复位也没有效果。

(2) 将所有的从I2C设备的电源连接在一起,通过M0S管连接到主电源,而MOS管的导通关断由I2C主设备来实现一般来说,I2C主设备都是具有运算单元的处理器。控制功能可以通过处理器的GPIO来实现。每次主设备复位时,运行程序控制GPIO关断MOS,使从设备失去电源。 然后延时一段时间后再导通MOS管,给从设备上电,从而达到让从设备强制复位的效果。这种方法能弥补第一种方法的不足,但是会增加电源设计的复杂性,影响Layout设计时电源的完整性; 同时还需要更改处理器的底层boot代码,影响底层软件的通用性和可移植性。

(3) 在I2C从设备设计看门狗的功能。当I2C从设备检测到自身处于应答状态或者低电平输出超过指定时间时,看门狗动作,复位I2C从设备。这种情况下不用增加额外的硬件设计蠢芹,但是要求I2C从设备具有可编程功能,比较适合从设备是单片机或CPLD的情况。

(4) 在I2C主设备中增加I2C总线恢复程序。 每次I2C主设备复位后,如果检测到SDA数据线被拉低,则控制I2C 中的SCL时钟线产生9个时钟脉冲(针对8位数据的情况),这样I2C从设备就可以完成被挂起的读 *** 作,从死锁状态中恢复过来。这种方法有很大的局限性,因为大部分主设备的I2C模块由内置的硬件电路来实现。软件并不能够直接控制SCL信号模拟产生需要时钟脉冲。使用此种方法可以使用IO模拟I2C,SCL时钟易控制。

(5) 在I2C总线上增加一个额外的总线恢复设备,这个设备监视I2C总线。当设备检测到SDA信号被拉低超过指定时间时,就在SCL总线上产生9个时钟脉冲,使I2C从设备完成读 *** 作,从死锁状态上恢复出来。总线恢复设备需要有具有编程功能,一般可以用单片机或CPLD实现这一功能。

(6) 在I2C上串人一个具有死锁恢复的I2C缓冲器。

贴个程序给你看看,,,单片机没有I2C总线接口,只能靠软件模拟

/*程序的I2C从器件地址为1010,片选地址为000*/

#include <reg52.h>

#include <intrins.h>

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit SDA=P1^7

sbit SCL=P1^6

void Delay(uint us)

{

for(usus>0us--)

}

void start_iic() // 启动I2C总线

{

SDA=1 // 发送起始条件数据信号,启动时,

SCL=1 // 必需使数据线、时钟信号线处于高电平(空闲态)

Delay(10) // 使用I2C总线必需考虑保持时间和建立时间,故延时

SDA=0 //产生下降沿,发送起始信号

Delay(10)

SCL=0

}

void stop_iic()

{

SDA=0 //为产生上跳沿做准备

SCL=1 //打开时钟线

Delay(10)

SDA=1 //产生停止信号(上跳沿山和有效)

Delay(10)

SCL=0 //时钟线恢复无效态//

}

void ack_iic()

{

SDA=0 // 接受器件发送应答信号

SCL=1

Delay(10)

SCL=0

SDA=1 //应答信号低电平有效,故需将其重新置高电平

}

void nack_iic()

{

SDA=1 //主器件发非应答信号,通知AT24C08不再发送数据

SCL=1

Delay(10)

SCL=0

SDA=0 //非应答信号高电平有效,故需将其重新置低电平

}

Write_byte(uchar c)

{

uchar i

for(i=0i<8i++)

{

if(c&0x80)SDA=1

else SDA=0

SCL=1

Delay(10)

SCL=0 //因为当时钟线有效是,数据线必须保持稳定的电平,

c=c<<1 //要改变SDA电平,应先将SCL拉低

}

SDA=1 //释放I2C总线,准备接受应答信号

SCL=1

Delay(10)

if(SDA==1)F0=0 //没有接到应答位

else F0=1

SCL=0

}

uchar Read_byte()

{

uchar i

uchar r=0

SDA=1 //置数据线为输入方式

for(i=0i<8i++)

{

r=r<<1

SCL=1

Delay(10) //保证一定的电平保持时带正间

if(SDA==1)r++ //从高位开始,一位一位的读

SCL=0

}

return r

}

main()

{

uchar slave=0xa0 //I2C总线从器件地址(注意:硬件电路的接法要是片选地址为0,否则不能工作)

uchar Rslave=slave+1 //主器件发送读控制字字节

uchar addre=0x20 // 指定的写数据地址

uchar wbuf=0x23 //将要写进逗行盯addre的数据

uchar rbuf //存放读出的数据的临时变量

start_iic() //产生起始信号

Write_byte(slave) //发送从器件地址

if(F0==0)return 0 //检查应答位

Write_byte(addre) //发送目的地址

if(F0==0)return 0

Write_byte(wbuf) //发送8为数据

if(F0==0)return 0

stop_iic() //停止信号

/*8位的数据发送完毕*/

Delay(1000)

start_iic()

Write_byte(slave)

if(F0==0)return 0

Write_byte(addre)

if(F0==0)return 0

start_iic() //再次产生起始信号,不能少

Write_byte(Rslave) //送读控制字

if(F0==0)return 0

rbuf=Read_byte() //读出指定单元的内容

nack_iic() //非应答信号

stop_iic()

/*8位的数据读取完毕*/

TMOD=0x20 //串口调试

TL1=0xfd

TH1=0xfd

SCON=0x40

PCON=0x00

TR1=1

while(1)

{

SBUF=rbuf //放入缓冲

while(TI==0)

TI=0

Delay(10000)

}

}

IIC协议有讲的,橘租每一次传输都有

起始

应答

错误

总线忙

非圆猜兆应答

等信号格式

NoACK就是非应答,兆侍他告诉iic传输的是最后一个数据,TestAck()

是发送一个字后等待从机应答


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原文地址: http://outofmemory.cn/yw/12357820.html

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