与I2C设备通信并使用数字IO分析总线信号
与协议层以及物理层的仪器和设备进行通信。利用仪器控制工具箱的I2C特性与TMP102温度传感器通信，同时利用数据采集工具箱的时钟数字IO特性分析物理层I2C总线通信。
需要数据采集工具箱和仪器控制工具箱。
硬件配置和原理图
任何得到万博1manbetx支持的国家文书™ 可以使用带有时钟DIO通道的DAQ设备（例如，NI Elvis II）
TotalPhase Aardvark I2C/SPI主机适配器
TMP102带双线串行接口的数字温度传感器
TMP102需要3.3 V电源。使用线性LDO（LP2950-33）从DAQ设备的5 V电源线生成3.3 V电源。
其他选项包括:
使用外部电源。
使用DAQ设备的模拟输出通道。
使用I2C主机适配器连接到TMP102传感器并读取温度数据
连接传感器并使用仪器控制工具箱中的I2C对象验证与它的通信。
aa = instrhwinfo (“i2c”,“土豚”）;%获取有关已连接I2C主机的信息tmp102=i2c(“土豚”，0，hex2dec('48'））;%创建一个I2C对象以连接到TMP102tmp102.PullupResistors=“两个”;%使用主机适配器上拉电阻器fopen (tmp102);%打开连接数据8=fread（tmp102，2，‘uint8’）;%读取2字节数据%一个LSB等于0.0625摄氏度温度=...（双精度（位移位（int16（data8（1）），4））+...双（位移位（int16（data8（2）），-4））*0.0625；%根据收到的数据计算温度，请参阅TMP102数据表fprintf(TMP102传感器记录的温度为:%s deg. C\n'，num2str（温度）；fclose（tmp102）；
TMP102传感器记录的温度为：27.625℃
使用DAQ设备获取相应的I2C物理层信号
使用NI Elvis的过采样时钟数字通道(Dev4)来获取和分析I2C总线上的物理层通信。
在DAQ设备端口0第0行获取SDA数据。在DAQ设备端口0第1行获取SCL数据。
dd =采集(“倪”）;附加输入（dd，“Dev4”,“端口0\line0”,“数字”）;%sda附加输入（dd，“Dev4”,“端口0\line1”,“数字”）;%症状自评量表
生成一个时钟信号用于数字子系统
NI DAQ设备上的数字子系统没有自己的时钟；它们必须与模拟子系统共享时钟或从外部子系统导入时钟。使用PulseGeneration计数器输出，并将输入扫描速率设置为匹配。
pgChan=添加输出（dd，“Dev4”,“ctr1”)，“脉冲发生器”）;dd.Rate = 1 e6;pgChan。频率= dd.Rate;
时钟在“pgChan.Terminal”引脚上生成，允许与其他设备同步并在示波器上查看时钟。计数器输出脉冲信号作为时钟信号输入。
disp (pgChan.Terminal);addclock (dd,“扫描时钟”,“外部”,[“Dev4/”pgChan.Terminal]);
PFI13
使用时钟数字通道获取I2C信号
从SDA和SCL数字线路获取后台数据。
在后台模式下启动数据采集
启动I2C操作
I2C操作完成后，停止DataAcquisition
开始(dd,“连续的”)；fopen（tmp102）；data8=fread（tmp102，2，“uint8”）;%一个LSB等于0.0625摄氏度温度= (double(bitshift(int16(data8(1))， 4)) +...double（位移位（int16（data8（2）），-4）））*0.0625；fclose（tmp102）；pause（0.1）；stop（dd）；myData=read（dd，“全部”）;
警告:触发器和时钟不会影响计数器输出通道。
绘制原始数据以查看采集的信号。请注意，在空闲期间，线路保持在高位。下一节说明如何找到启动/停止条件位，并使用它们隔离I2C通信中的相关区域。
图(“姓名”,“原始数据”)；子批次（2,1,1）；绘图（myData（：，1））；ylim（[-0.2,1.2]）；ax=gca；ax.YTick=[0,1]；ax.YTickLabel={“低”,“高”};标题(“串行数据（SDA）”）;次要情节(2,1,2);情节(myData (:, 2));ylim ([-0.2, 1.2]);甘氨胆酸ax =;斧子。YTick = [0, 1];斧子。YTickLabel = {“低”,“高”};标题(“串行时钟（SCL）”）;
分析I2C物理层总线通信
提取SDA和SCL线路上的I2C物理层信号。
sda=myData（：，1'）；scl=myData（：，2'）；
找出所有上升和下降的时钟边缘。
sclFlips=xor（scl（1:end-1），scl（2:end））；sclFlips=[1 sclFlips 1]；sclFlipIndexes=find（sclFlips==1）；
从时钟指数计算时钟周期
sclFlipPeriods=sclFlipIndexes（1:end）-[1 sclFlipIndexes（1:end-1）]；
通过检查，观察空闲期间SCL高达100 us以上。由于扫描速率=1MS/s，每个样本代表1 us。idlePeriodIndices指示I2C通信中的活动周期。
idlePeriodIndices=查找（SClPeriods>100）；
放大I2C总线上的第一个活动周期。为了便于查看，在每个绘图的前端和末尾包含30个空闲活动示例。
range1 = sclFlipIndexes(idlePeriodIndices(1)) - 30: sclFlipIndexes(idlePeriodIndices(2) - 1) + 30;图(“姓名”,“I2C通信数据”）;次要情节(2,1,1);情节(sda (range1));ylim ([-0.2, 1.2]);甘氨胆酸ax =;斧子。YTick = [0, 1];斧子。YTickLabel = {“低”,“高”};标题(“串行数据（SDA）”)；子批次（2,1,2）；绘图（scl（范围1））；ylim（[-0.2,1.2]）；ax=gca；ax.YTick=[0,1]；ax.YTickLabel={“低”,“高”};标题(“串行时钟（SCL）”）;
分析总线性能指标
作为一个简单的例子，分析启动和停止条件度量和I2C比特率计算。
启动条件持续时间定义为SDA降低后SCL降低所需的时间。
停止条件持续时间定义为SCL升高后SDA升高所花费的时间。
比特率是通过取两个上升时钟边缘之间的时间的倒数来计算的。
启动条件:先SDA低，再SCL低
sclLowIndex=SCLLIPINDEX（idlePeriodIndices（1））；sdaLowIndex=find（sda（1:sclLowIndex）=1,1，“最后一次”) + 1;%+1，翻转是上一个高点之后的下一个值startConditionDuration=（SCLowIndex-SDLowIndex）*1/s.速率；fprintf(“sda: % s \ n”sprintf (“%d”，sda（sdaLowIndex-1:sclowindex））；%索引指向下一个变化，因此sclLowIndex包括翻转到低fprintf('scl:%s\n'sprintf (“%d”sci (sdaLowIndex-1: sclLowIndex)));%从sdaLowIndex中减去1以查看翻转前的sda值fprintf('开始条件持续时间：%d秒。\n\n'，开始条件持续时间）；%数5次脉冲，5次脉冲。
sda:100 scl:10开始条件持续时间：5.000000e-06秒。
停止条件:先SCL高，然后SDA高
%在进入空闲状态之前翻转是我们想要的sclHighIndex = sclFlipIndexes (idlePeriodIndices (2) 1);sdaHighIndex = sda(sclHighIndex:end)== 1,1，“第一”) + sclHighIndex - 1;stopConditionDuration = (sdaHighIndex - sclHighIndex) * 1/s.Rate;fprintf(“sda: % s \ n”sprintf (“%d”sda (sclHighIndex-1: sdaHighIndex)));fprintf('scl:%s\n'sprintf (“%d”，scl（sclHighIndex-1:sdahightindex））；fprintf('停止条件持续时间:%d秒\n\n', stopConditionDuration);
sda:0 0 0 0 1 scl:0 1 1停止条件持续时间：5.000000e-06秒。
比特率：SCL线上两个上升沿之间的时间倒数
startConditionIndex=idlePeriodIndices（1）；firstRisingClockIndex=startConditionIndex+2；secondRisingClockIndex=firstRisingClockIndex+2；clockPeriodInSamples=SClFlipIndex（secondRisingClockIndex）-SClFlipIndex（firstRisingClockIndex）；clockPeriodInSeconds=clockPeriodInSamples*1/s.Rate；比特率=1/clockPeriodInSeconds；fprintf('DAQ计算比特率= %d;实际I2C对象比特率= %dKHz\n',...比特率,...tmp102。比特率）；
DAQ计算比特率=1.000000e+05；实际I2C对象比特率=100KHz
通过在上升沿上采样来查找位流
这个sclFlipIndexes矢量是使用XOR创建的，因此包含上升沿和下降沿。从上升沿开始，使用两步跳过下降沿。
%idlePeriodIndices（1）+1是启动条件后的第一个上升时钟沿。%使用两步跳过下降边，只看上升边。%idlePeriodIndices（2）-1是停止条件上升沿的索引。% idlePeriodIndices(2)-3是位流中最后一个上升的时钟边缘%解码。比特流=sda（索引（idlePeriodIndices（1）+1:2:idlePeriodIndices（2）-3））；fprintf('从I2C物理层信号提取的原始比特流:%s\n\n'sprintf (“%d”比特流));
从I2C物理层信号中提取的原始比特流：1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1
解码获得的比特流
ADR_RW={' W ',“R”};ACK_NACK = {“确认”,“NACK”}；地址=比特流（1:7）；%7位地址fprintf(“\ nDecoded地址:% d % d % d % d % d % d % d (0 x % s) % d (% s) % d (% s) \ n ',...住址...binaryVectorToHex（地址），...比特流（8），...ADR_RW{比特流(8)+ 1},...比特流(9),...ACK_NACK{比特流(9)+ 1});为iData=0:1 startBit=10+iData*9；endBit=startBit+7；ackBit=endBit+1；data=bitStream（startBit:endBit）；fprintf('已解码数据%d:%s（0x%s）%d（%s）\n',...iData+1，...sprintf (“%d”数据),...binaryVectorToHex（数据），...比特流（ackBit），...ACK_NACK{比特流（ackBit）+1}）；结束
Decoded Address: 1001000(0x48) 1(R) 0(ACK) Decoded Data1: 00011011(0x1B) 0(ACK) Decoded Data2: 10100000(0xA0) 1(NACK)
使用DAQ解码的数据是否与使用ICT读取的数据匹配
二uint8字节被读取，使用从文件中读，从I2C总线输入变量数据8.这些值的十六进制转换应与上述总线解码结果相匹配。
fprintf('从I2C对象获取的数据:0x%s\n'dec2hex (data8) ');fprintf(温度:%2.2f deg. C\n\n'温度）；
从I2C对象获取的数据：0x1BA0温度：27.63摄氏度
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