树莓派搭档逻辑分析仪，测试I2C信号

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上实验，简单看一下逻辑分析仪的操作实例：

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达尔闻特邀请资深工程师张泽为大家详解逻辑分析仪，数字电源、示波器等仪器的使用，如：

可调直流稳压电源如何选型；

万用表的常规操作；

示波器常用功能、按键讲解；

示波器探头表笔矫正补偿电容的方法；

示波器的解码功能操作；

使用信号发生器输出制定波形。

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本文我们重点讲解通过逻辑分析仪演示I2C数据总线分析的过程。

一直以来，逻辑分析仪都披着神秘面纱。绝大多数人对示波器非常熟悉，对逻辑分析仪却很陌生，原因在于逻辑分析仪的应用场景相对较少，当出现问题时，你才会想起来去查找。

一组常用示波器和逻辑分析的对比，帮助你快速了解逻辑分析仪的功能：

逻辑分析仪最主要用于时序判定。单片机、MCU、FPGA这些相关的开发板都是数字电路，都有时序的约定。比如，在一个嵌入式系统中，我们可以用逻辑分析仪分析各类总线的时序，如USB、SPI、I2C等。

接下来，我们就通过一个实验，进一步掌握：

实验目的

用逻辑分析仪教大家测试I2C的协议分析，通过对可读可写的寄存器操作，观察数据是否一致，并分析读写协议。

需要准备的硬件

树莓派、扩展板、ADXL345加速度计、逻辑分析仪DSLogic Plus（一款基于USB的逻辑分析仪，支持最大采样率高达400MHz，stream模式下最大采样深度16G。）

硬件连接

ADXL345的I2C两根信号，连接树莓派的I2C的上，并完成器件的供电。逻辑分析仪的2信号。上位机通过操作树莓派来读取、写入ADXL345的内部寄存器。

为什么是树莓派来搭档呢

I2C-tools可以访问标准I2C接口的设备，只要外面的设备用的是I2C从机接口的，那它就能够访问到。而树莓派的SOC芯片里面带I2C主机的控制器，然后软件层调用I2C-tools的工具，之后用这个工具就可以访问ADXL345。ADXL345接口是带有I2C设备端译码逻辑，能够响应树莓派主机发出的I2C的信号，响应反馈的数据就通过树莓派的iic-tool显示在命令行界面上。这样就实现通信了，但这只是在操作ADXL345的寄存器，用来演示仪器使用，并没有读取ADXL345这个传感器采集的环境数据，所以也就没有用编写代码。

实验操作步骤

第一步，建立一个远程访问，登陆到树莓派内。

第二步，尝试扫描树莓派的I2C总线：

命令行：i2cdetect -y -r 1

就可以看到，设备地址列表上0x53地址响应了，说明该地址具有一个设备。

第三步，在ADXL345的手册中，我们找到0x53的位置，手册中写到：可以选择备用I2C地址0x53（随后为R/W(上划线)），这样说明ADXL345的基地址是0x53，这样说明硬件已经成功连接上。

标准的I2C的数据格式：（I2C的详细解决查看：超链）

第四步：打开逻辑分析仪软件，无论使用哪款，基本都包含了这些功能，设置逻辑分析仪模式。

通过设置逻辑分析仪为Buffer模式，使得采集的时间更长，采样率更高。在我们长时间连续测试的时候，选择stream。在一次测试的时候，选择Buffer模式。

第五步，在树莓派内，通过查看寄存器的值，可以看到实际寄存器的状态

命令行：i2cdump -f 1 0x53

通过ADXL345的数据手册中的寄存器映射，地址0x00是读寄存器，为11100101，即为0xe5，说明树莓派可以正常读取ADXL345内部寄存器的值。

第六步：树莓派读取0x00寄存器的值，并在虚拟仪器中查看时序，是否为e5。

命令行：i2cget -y 1 0x53 0x00

通过对照，ADXL345的数据手册，我们发现逻辑分析仪的值和器件的I2C器件寻址完全一致。

第七步：对ADXL345寄存器0x1d进行写操作，写入0x01

命令行：i2cset -y 1 0x53 0x1d 0x01

以上操作，就完成了使用逻辑分析仪对I2C协议的时序数据分析了。如果手边有逻辑分析仪的小伙伴可以操作起来了。

最后，我们要提醒几个大家在使用逻辑分析仪的时候需要注意的点：

✦ 一定注意输入电压范围，它是损坏仪器的主要原因。比如在实验中用的这个逻辑分析仪的电压输入范围比较窄，内部通过一个钳位二极管，把电压限制在0-3.3v。如果超出这个范围，都可以钳住。但是当电压范围超出一定程度时，这个二极管会被击穿，失去钳位的作用。

✦ 采样率与存储深度，如果通道越多，采样率越高，存储深度会被很快的占满。防止数据的丢失，需要注意存储的深度。

✦ 专用逻辑分析仪与通用逻辑分析仪的区别，通用逻辑分析仪可以达到几百M。而专用的逻辑分析仪，可以针对传输协议进行高速解码，比如USB协议分析仪，可以针对高速的USB接口进行数据解码。

除以上详细的介绍逻辑分析仪之外，像示波器的基本功能介绍、指定型号的测试，都有详细的介绍和演示，点击阅读原文就可以看到视频。

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END

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