CN113608938A - 一种i2c总线调试装置、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种I2C总线调试装置、系统及方法，可调电阻器的两端连接到焊接原电阻两端的电路板焊盘上；阻值测试显示模块与可调电阻器电连接，用于测试并显示可调电阻器的当前阻值。本发明将可调电阻器接入到需要调试的I2C总线电路中，用调节可调节电阻器的旋钮代替不断的使用电烙铁更改电阻的繁琐过程，达到改善I2C总线电路时序的目的。在调节可调节电阻器阻值的过程中，可以通过阻值测试显示模块测试并显示接入电路的电阻阻值，以便工程师在调试电路的过程中选择合适阻值的电阻接入电路。本发明无需不断更换和焊接电阻，操作过程便捷，省时省力，极大提高调试效率，且装置结构简单，成本低易实现。
Description
技术领域
本发明涉及I2C总线调试领域，具体涉及一种I2C总线调试装置、系统及方法。
背景技术
I2C总线最早是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线，常用于微控制器与外设之间的连接，具有简单、有效、多主从等优点，是电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。
I2C总线有两根信号线，一条串行数据线SDA（Serial Data Line，简称SDA），一条串行时钟线SCL（Serial Clock Line，简称SCL）。主从设备间通信的原理是通过对SCL和SDA线高低电平时序的控制，来产生I2C总线协议所需要的信号，从而进行数据的传递。在总线空闲状态时，两根信号线被所接的上拉电阻拉高，保持高电平。
使用I2C总线进行通信需要满足一定的时序要求。在一个项目初期的工程验证测试阶段，需要对I2C信号的时序性能进行测试，包括I2C总线频率、时序，如建立/保持时间等指标是否满足总线规范要求。由于I2C总线信号受负载电容、上拉电阻限制，走线也受到主板上杂散电容等其他干扰，实际信号质量或与原理设计有偏差，通过测试可及时发现改善，从而验证原理设计、PCB布局布线合理性，保障设计的正确性及有效性。I2C信号的时序性能不满足要求，会对数据传输的正确性和相应的主板功能等造成不良影响。
为了调试不满足I2C总线规范时序要求的I2C总线，通常的做法为改变I2C总线上的上拉电阻或者串阻的阻值，从而改变 SDA线或SCL线的上升/下降时间，进而调节SDA/SCL的建立/保持时间，使I2C总线信号时序满足规范。目前改变上拉电阻或串阻阻值的方法是使用电烙铁将原有电阻焊下，再使用电烙铁焊上不同阻值的电阻。由于不能直接确定满足I2C总线时序的上拉电阻或串阻阻值，所以需要不停更换不同阻值的电阻，直至满足I2C总线的时序要求。这个不断更换电阻的过程十分繁琐，费时费力。
发明内容
为了简化重复而繁琐的更换不同阻值的上拉电阻或串阻的过程，本发明提出一种I2C总线调试装置、系统及方法，通过简单地将原有电阻取下，并将可调电阻器两端连接到焊接原有电阻两端的电路板焊盘上，只需改变可调电阻器的阻值，即可调节上拉电阻或者串阻阻值，从而方便的找出满足I2C总线时序要求的阻值。
第一方面，本发明的技术方案包括一种I2C总线调试装置，包括可调电阻器和阻值测试显示模块；
所述可调电阻器的两端连接到焊接原电阻两端的电路板焊盘上；
所述阻值测试显示模块与可调电阻器电连接，用于测试并显示可调电阻器的当前阻值。
进一步地，阻值测试显示模块包括阻值测试电路、阻值处理电路和显示电路；
阻值测试电路的输入端与可调电阻器电连接，阻值测试电路的输出端与阻值处理电路的输入端电连接；阻值处理电路的输出端与显示电路的输入端电连接。
进一步地，阻值测试电路为电阻电压转换电路。
进一步地，阻值处理电路为模数转换电路。
进一步地，显示电路包括显示驱动电路和显示器；
显示驱动电路的输入端与阻值处理电路的输出端电连接，显示驱动电路的输出端与显示器电连接。
进一步地，显示器为数码管显示器或液晶显示屏。
进一步地，该装置还包括测试板，可调电阻器和阻值测试显示模块设置在该测试板上。
第二方面，本发明的技术方案还包括一种I2C总线调试系统，包括主设备和从设备，主从设备通过I2C总线电连接，I2C总线包括串行数据线和串行时钟线，串行数据线和串行时钟线上设置串阻，串行数据线和串行时钟线均通过上拉电阻连接至正电源；
将需要更换的电阻使用上述任一项所述的I2C总线调试装置代替；其中需要更换的电阻为串阻或上拉电阻。
第三方面，本发明的技术方案还包括一种I2C总线调试方法，包括以下步骤，
S1，确定不满足I2C总线时序要求的电路，将所需要更换的电阻移除，漏出电路板上的焊盘；
S2，通过导线将上述任一项所述I2C总线调试装置的可调电阻器的两端连接到焊接原电阻两端的电路板焊盘上；
S3，调节可调电阻器的阻值，改变接入对应I2C总线电路的电阻阻值；其中可调电阻器的阻值经阻值测试显示模块测量并显示；
S4，使用示波器测量更改阻值后的I2C总线时序，测量结果与I2C总线规范中的时序要求作对比，判断是否满足要求；
S5，若示波器测量结果仍不满足时序要求，则重复步骤S3-S4，直到测量的时序满足I2C总线规范中的时序要求，记录此时的可调电阻器的阻值。
进一步地，步骤S1中需要更换的电阻为I2C总线上的串阻或上拉电阻。
本发明提供的一种I2C总线调试装置、系统及方法，相对于现有技术，具有以下有益效果：将可调电阻器接入到需要调试的I2C总线电路中，用调节可调节电阻器的旋钮代替不断的使用电烙铁更改电阻的繁琐过程，达到改善I2C总线电路时序的目的。在调节可调节电阻器阻值的过程中，可以通过阻值测试显示模块测试并显示接入电路的电阻阻值，以便工程师在调试电路的过程中选择合适阻值的电阻接入电路。本发明无需不断更换和焊接电阻，操作过程便捷，省时省力，极大提高调试效率，且装置结构简单，成本低易实现。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一所提供I2C总线调试装置结构示意框图；
图2是本发明实施例二所提供I2C总线调试装置结构示意框图；
图3是本发明实施例二所提供一具体实现方式结构示意框图；
图4是本发明实施例三所提供I2C总线调试系统结构示意框图；
图5是本发明实施例四所提供I2C总线调试方法流程示意图。
图中，1-可调电阻器，2-阻值测试显示模块，201-阻值测试电路，202-阻值处理电路，203-显示电路，2011-电阻电压转换电路，2021-模数转换电路，2031-显示驱动电路，2032-显示器，3-测试板。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种I2C总线调试装置、系统及方法，通过简单地将原有电阻取下，并将可调电阻器1两端连接到焊接原有电阻两端的电路板焊盘上，只需改变可调电阻器1的阻值，即可调节上拉电阻或者串阻阻值，从而方便的找出满足I2C总线时序要求的阻值。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例一
I2C总线有两根信号线，一条串行数据线SDA（Serial Data Line，简称SDA），一条串行时钟线SCL（Serial Clock Line，简称SCL）。主从设备间通信的原理是通过对SCL和SDA线高低电平时序的控制，来产生I2C总线协议所需要的信号，从而进行数据的传递。在总线空闲状态时，两根信号线被所接的上拉电阻拉高，保持高电平。
使用I2C总线进行通信需要满足一定的时序要求。在一个项目初期的工程验证测试阶段，需要对I2C信号的时序性能进行测试，包括I2C总线频率、时序，如建立/保持时间等指标是否满足总线规范要求。由于I2C总线信号受负载电容、上拉电阻限制，走线也受到主板上杂散电容等其他干扰，实际信号质量或与原理设计有偏差，通过测试可及时发现改善，从而验证原理设计、PCB布局布线合理性，保障设计的正确性及有效性。I2C信号的时序性能不满足要求，会对数据传输的正确性和相应的主板功能等造成不良影响。
为了调试不满足I2C总线规范时序要求的I2C总线，通常的做法为改变I2C总线上的上拉电阻或者串阻的阻值，从而改变 SDA线或SCL线的上升/下降时间，进而调节SDA/SCL的建立/保持时间，使I2C总线信号时序满足规范。目前改变上拉电阻或串阻阻值的方法是使用电烙铁将原有电阻焊下，再使用电烙铁焊上不同阻值的电阻。由于不能直接确定满足I2C总线时序的上拉电阻或串阻阻值，所以需要不停更换不同阻值的电阻，直至满足I2C总线的时序要求。这个不断更换电阻的过程十分繁琐，费时费力。
因此，本实施例提供一种I2C总线调试装置，将可调电阻器1两端连接到焊接原有电阻两端的电路板焊盘上，只需改变可调电阻器1的阻值，即可调节上拉电阻或者串阻阻值，从而方便的找出满足I2C总线时序要求的阻值。
如图1所示为本实施例所提供一种I2C总线调试装置结构示意框图，包括可调电阻器1和阻值测试显示模块2。
可调电阻器1的两端连接到焊接原电阻两端的电路板焊盘Pad1、Pad2上；
阻值测试显示模块2与可调电阻器1电连接，用于测试并显示可调电阻器1的当前阻值。
需要说明的是，其中原电阻是指需要调试的I2C总线电路上的上拉电阻或串阻，将原电阻移除，再将本实施例的可调电阻器1连接到焊接原电阻两端的电路板焊盘上。进行测试时，通过调节可调电阻器1的旋钮改变可调电阻器1的阻值，即改变接入I2C总线电路中的阻值，在不同阻值下进行测试，直到I2C总线时序达到要求，记录此时的可调电阻器1的阻值，将该阻值的电阻接入电路使I2C总线时序达到要求。
本实施例提供的I2C总线调试装置将可调电阻器1接入到需要调试的I2C总线电路中，用调节可调节电阻器的旋钮代替不断的使用电烙铁更改电阻的繁琐过程，达到改善I2C总线电路时序的目的。在调节可调节电阻器阻值的过程中，可以通过阻值测试显示模块2测试并显示接入电路的电阻阻值，以便工程师在调试电路的过程中选择合适阻值的电阻接入电路。本装置无需不断更换和焊接电阻，操作过程便捷，省时省力，极大提高调试效率，且装置结构简单，成本低易实现。
实施例二
如图2所示为本实施例提供的一种I2C总线调试装置，包括可调电阻器1和阻值测试显示模块2。
可调电阻器1的两端连接到焊接原电阻两端的电路板焊盘上；阻值测试显示模块2与可调电阻器1电连接，用于测试并显示可调电阻器1的当前阻值。进行测试时，将原电阻移除，再将本实施例的可调电阻器1连接到焊接原电阻两端的电路板焊盘上，通过调节可调电阻器1的旋钮改变可调电阻器1的阻值，即改变接入I2C总线电路中的阻值，在不同阻值下进行测试，直到I2C总线时序达到要求，记录此时的可调电阻器1的阻值，将该阻值的电阻接入电路使I2C总线时序达到要求。
本实施例的阻值测试显示模块2的作用是测试并显示可调电阻器1的当前阻值，为实现其功能，阻值测试显示模块2包括阻值测试电路201、阻值处理电路202和显示电路203。
阻值测试电路201的输入端与可调电阻器1电连接，阻值测试电路201的输出端与阻值处理电路202的输入端电连接；阻值处理电路202的输出端与显示电路203的输入端电连接。
其中，阻值测试电路201用于测量可调电阻器1的当前阻值，将所测量的当前阻值传入阻值处理电路202进行处理，阻值处理器将处理后的数据传入显示电路203进行显示。
如图3所示，具体实施时，阻值测试电路201采用电阻电压转换电路2011，即R/V转换电路，采集电阻值并转化为电压值。阻值处理电路202采用模数转换电路2021，即A/D转换电路，实现模拟数据到数字数据的转换，将模拟数据电压值转换为数字数据电压值，以便显示。
显示电路203包括显示驱动电路2031和显示器2032，显示驱动电路2031的输入端与阻值处理电路202的输出端电连接，显示驱动电路2031的输出端与显示器2032电连接。数字电压值传输显示驱动电路2031，显示驱动电路2031根据数据电压值驱动显示器2032进行数值显示。需要说明的是，显示驱动电路2031可包括单片机等控制器，由控制器接收数字信号，驱动显示器2032进行显示。
其中，显示器2032可以是数据管显示器2032，也可以是液晶显示屏，根据具体需求选择合适的显示器2032。
为方便使用和操作，本实施例还设置测试板3，将可调电阻器1和阻值测试显示模块2设置在该测试板3上。进行测试时，将测试板3拿到现场，将测试板3上的可调电阻器1连接的对应焊盘上，测试板3上的显示器2032进行显示。将部件设置在测试板3上，可方便测试，也方便存放。
本实施例提供的I2C总线调试装置将可调电阻器1接入到需要调试的I2C总线电路中，用调节可调节电阻器的旋钮代替不断的使用电烙铁更改电阻的繁琐过程，达到改善I2C总线电路时序的目的。在调节可调节电阻器阻值的过程中，可以通过阻值测试显示模块2测试并显示接入电路的电阻阻值，以便工程师在调试电路的过程中选择合适阻值的电阻接入电路。本装置无需不断更换和焊接电阻，操作过程便捷，省时省力，极大提高调试效率，且装置结构简单，成本低易实现。
实施例三
本实施例提供一种I2C总线调试系统，I2C支持多主从，即一条I2C总线上可以有多个主设备和多个从设备。每一个设备都会对应一个唯一的地址，主从设备之间通过I2C地址来确定与主机进行通信的器件。I2C总线上，所有器件的SDA线并接在一起，所有器件的SCL线并接在一起，且SDA线和SCL线必须通过上拉电阻连接到正电源，通常为3.3V或1.8V。串阻的作用为进行阻抗匹配和方便调试。
如图4所示，本实施例以单主设备和单从设备为例说明，调试系统包括主设备和从设备，主从设备通过I2C总线电连接，I2C总线包括串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL），串行数据线和串行时钟线上设置串阻，串行数据线和串行时钟线均通过上拉电阻连接至正电源。
将需要更换的电阻使用I2C总线调试装置代替；其中需要更换的电阻为串阻或上拉电阻，根据测试需求移除对应的电阻，在将I2C总线调试装置装上。
其中，I2C总线调试装置为实施例一或实施例二所提供的I2C调试装置，将对应电阻移除后，将I2C总线调试装置的可调电阻器1连接到所移除电阻的焊盘上。调节可调电阻器1的阻值进行测试，直到I2C总线时序满足要求，记录此时的可调电阻器1的阻值，之后将该阻值的电阻焊接到原电阻的位置即可。
本实施例的I2C总线调试系统基于前述的I2C总线调试装置实现，因此该系统中的具体实施方式可见前文中的I2C总线调试装置的实施例部分，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再展开介绍。
另外，由于本实施例的I2C总线调试系统基于前述的I2C总线调试装置实现，因此其作用与上述方法的作用相对应，这里不再赘述。
实施例四
如图5所示，本实施例提供一种I2C总线调试方法，包括以下步骤：
S1，确定不满足I2C总线时序要求的电路，将所需要更换的电阻移除，漏出电路板上的焊盘；其中，需要更换的电阻为I2C总线上的串阻或上拉电阻；
S2，通过导线将前述I2C总线调试装置的可调电阻器1的两端连接到焊接原电阻两端的电路板焊盘上；
S3，调节可调电阻器1的阻值，改变接入对应I2C总线电路的电阻阻值；其中可调电阻器1的阻值经阻值测试显示模块2测量并显示；
S4，使用示波器测量更改阻值后的I2C总线时序，测量结果与I2C总线规范中的时序要求作对比，判断是否满足要求；
S5，若示波器测量结果仍不满足时序要求，则重复步骤S3-S4，直到测量的时序满足I2C总线规范中的时序要求，记录此时的可调电阻器1的阻值。
本实施例的I2C总线调试方法基于前述的I2C总线调试装置实现，因此该方法中的具体实施方式可见前文中的I2C总线调试装置的实施例部分，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再展开介绍。
另外，由于本实施例的I2C总线调试方法基于前述的I2C总线调试装置实现，因此其作用与上述方法的作用相对应，这里不再赘述。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种I2C总线调试装置，其特征在于，包括可调电阻器和阻值测试显示模块；
所述可调电阻器的两端连接到焊接原电阻两端的电路板焊盘上；
所述阻值测试显示模块与可调电阻器电连接，用于测试并显示可调电阻器的当前阻值。
2.根据权利要求1所述的I2C总线调试装置，其特征在于，阻值测试显示模块包括阻值测试电路、阻值处理电路和显示电路；
阻值测试电路的输入端与可调电阻器电连接，阻值测试电路的输出端与阻值处理电路的输入端电连接；阻值处理电路的输出端与显示电路的输入端电连接。
3.根据权利要求2所述的I2C总线调试装置，其特征在于，阻值测试电路为电阻电压转换电路。
4.根据权利要求3所述的I2C总线调试装置，其特征在于，阻值处理电路为模数转换电路。
5.根据权利要求4所述的I2C总线调试装置，其特征在于，显示电路包括显示驱动电路和显示器；
显示驱动电路的输入端与阻值处理电路的输出端电连接，显示驱动电路的输出端与显示器电连接。
6.根据权利要求5所述的I2C总线调试装置，其特征在于，显示器为数码管显示器或液晶显示屏。
7.根据权利要求1-6任一项所述的I2C总线调试装置，其特征在于，该装置还包括测试板，可调电阻器和阻值测试显示模块设置在该测试板上。
8.一种I2C总线调试系统，包括主设备和从设备，主从设备通过I2C总线电连接，I2C总线包括串行数据线和串行时钟线，串行数据线和串行时钟线上设置串阻，串行数据线和串行时钟线均通过上拉电阻连接至正电源；其特征在于，
将需要更换的电阻使用权利要求1-7任一项所述的I2C总线调试装置代替；其中需要更换的电阻为串阻或上拉电阻。
9.一种I2C总线调试方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1，确定不满足I2C总线时序要求的电路，将所需要更换的电阻移除，漏出电路板上的焊盘；
S2，通过导线将权利要求1-7任一项所述I2C总线调试装置的可调电阻器的两端连接到焊接原电阻两端的电路板焊盘上；
S3，调节可调电阻器的阻值，改变接入对应I2C总线电路的电阻阻值；其中可调电阻器的阻值经阻值测试显示模块测量并显示；
S4，使用示波器测量更改阻值后的I2C总线时序，测量结果与I2C总线规范中的时序要求作对比，判断是否满足要求；
S5，若示波器测量结果仍不满足时序要求，则重复步骤S3-S4，直到测量的时序满足I2C总线规范中的时序要求，记录此时的可调电阻器的阻值。
10.根据权利要求9所述的I2C总线调试方法，其特征在于，步骤S1中需要更换的电阻为I2C总线上的串阻或上拉电阻。
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|---|---|---|---|---|
| CN114166912A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-03-11 | 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司 | 一种NOx分析气体检测器的整定方法 |
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2021
- 2021-06-29 CN CN202110725563.7A patent/CN113608938A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114166912A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-03-11 | 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司 | 一种NOx分析气体检测器的整定方法 |
| CN114166912B (zh) * | 2021-11-17 | 2024-02-27 | 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司 | 一种NOx分析气体检测器的整定方法 |
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