IIC时序问题的解决方法

最近硬件测试工程师反馈一个BUG，和IIC的时序有关，这个BUG目前没有带来使用方面的影响，但是不符合规范，要求整改。我们使用的单片机是cortex-m3内核的芯片，美信公司生产，使用此芯片读取电容屏的坐标数据。目前电容屏都是自带芯片的设计，芯片检测到触摸后产生一个GPIO中断，单片机接收到中断后读取电容屏IC的坐标数据，使用比较简单。

由于此款单片机手册没有给出IIC时序图，硬件测试工程师把IIC的通用规范作为标准进行时序测试，认为以下两个数据指标不达标，此数据符合IIC快速模式（最高可达400kHz）标准，但是不符合标准模式（最高100kHz）标准。这两个时间参数只限制了最小值，是为了让速率慢的IIC设备能够正确的接收起始和停止信号，因为速率慢的器件反应慢。

tHD_STA = 2.5us（标准是4us）

tSU_STO = 2.6us（标准是4us）

 

 

 

我们单片机操纵IIC接口的频率是100kHz，测试人员认为其属于标准模式，于是按照标准模式判定是否合格。因为此款产品是量产产品，并无市场反馈有实际问题，于是本着尽量不改动的原则和人家商讨，100KHz正好是界限，也可以认为是快速模式，可以按照快速模式标准判断，而且软件操纵IIC并非GPIO模式方式，使用了硬件IIC接口，这两个时间参数不可控，都是硬件行为，讨论了半天，结果碰了一鼻子灰，被人家的执着打败了。解决办法只有一个就是提高速率，让它满足快速模式标准。以下是速率提高至200kHz的测量结果，满足了要求。

tHD_STA = 1.2us

tSU_STO = 1.3us

 

软件上改速率很好改，无非是100改为200，换个数字而已，但是其它工作量比较大，因为是量产产品，而且这款屏幕有替代料，速率提高了，替代料也要测量是否工作正常，而且不能验证一台就拉倒了。这个问题真的有必要修改吗？个人认为完全没有必要，如果处于研发中的产品改了就改了，量产的产品完全没有必要，而且有未知风险，有时候是没有办法的事情。

解决这个问题的过程中，一直有个疑问，如果单片机的速率配置为100kHz以下，能否满足标准速率标准呢？示波器抓了几个速率的时间参数如下：

90kHz，不符合标准速率标准。

tHD_STA = 2.7us

tSU_STO = 2.9us

 

70kHz，不符合标准速率标准。

tHD_STA = 3.5us

tSU_STO = 3.7us

 

60kHz，符合标准速率标准。

tHD_STA = 8.3us

tSU_STO = 9.4us

 

从测量结果来看，这两个时间参数是随着速率降低不断增大的，在70kHz-100kHz区间内，不满足标准速率标准。所以说这款单片机的IIC接口还是有瑕疵的，如果某个标准速率的IIC器件工作在这个区间内，有可能对START和STOP信号识别错误，导致问题，当然出现这种情况的概率很小。就算出现了，只要降低速率就能解决。