小蜻蜓的日志

I2C总线被挂起的原因和解决办法

热1已有 1520 次阅读 2015-06-09 16:52

I2C总线是我们常用的IC之间的通信总线之一，虽然速率有一定的限制（标准的I2C速率才100kbps, Fast I2C速率为400kbps），但是有利有弊，存在即有理，其简单的两线接口（只需要时钟和数据两根线），支持多主机冲突检测和多节点挂载（节点数不受限制，只要总线电容别超过400pF）还是颇受很多人的欢迎的，所以目前市场上大多数需要配置的专用IC都留有I2C接口（有些芯片为了高速通信会使用SPI接口）用来跟主机通信，包括我们常用到的EEPROM，数字量Sensor，电源管理芯片，电量计之类的种种IC，多不胜数，而且I2C接口都是开漏的，所以大多数情况下（不排除有些设备是伪开漏）可以避免主从机IC电平匹配的问题。

不过我们在实际应用中肯定会遇到过有时I2C总线被挂起的情况（即时钟线和数据线都被强制拉到高电平），当然有些人可能用了N年都没有遇到过（尤其是对搞Linux的人，Linux底层驱动已经做的很完善了，底层驱动在遇到这种情况它会自动去解除这种挂起现象，具体方法我下面介绍），所以我们需要分析一下，到底在那种情况下会出现I2C总线挂起的现象呢，然后给出相应的解决办法：

1. 出现I2C总线挂起的原因，这里我只列出最有可能的几点：

（1）芯片不正确的上电或者复位时序；

（2）在通信过程中主机或者从机突然掉电中断了通信过程；

（3）在通信过程中出现较大的噪声干扰造成了错误的时钟或数据信号，这种情况是最常见的；

2. 至于真的出现这种挂起的状态怎么办呢，实际上包括在I2C协议的参考手册上已经给出了一个标准的解决挂起的方法（经测有效），如下图。主机检测到挂起的情况时（已经读取不出正常的数据来了），主机可以这样做，即主机线先将本身的I2C功能关掉，然后将I2C接口复用成GPIO模式，然后将SDA线一直拉高，然后SCK时钟线主机用GPIO翻转的方式提供至少9个Clock时钟来唤醒从机，最后主机再重新初始化自身的I2C模块将I2C接口使能成I2C功能。这样就基本可以让I2C总线恢复到正常状态了.