检测IIC接口器件是否连接的方法、装置以及系统

摘要

本发明公开了一种检测IIC接口器件是否连接的方法、装置以及系统，属于智能识别领域，所述方法包括：发出起始信号；发出从机的设备地址；判断是否在规定时间内接收到从机的应答信号，如果是，则表示连接成功，反之，则表示连接未成功；发出终止信号。与现有技术相比，本发明的检测IIC接口器件是否连接的方法测速度快，通用性好，实时性好。

说明书

技术领域

本发明涉及智能识别领域，特别是指一种检测IIC接口器件是否连接 的方法、装置以及系统。

背景技术

在电路设计或是系统设计的时候，如果有IIC(也称I2C或者I²C以 及I₂C等)接口的器件(以下称IIC器件或从机)，通常是从机通过IIC接 口连接到主机上(所谓主机是指传送开始时发出启动信号、发出时钟信号 以及传送终止时发出终止信号的设备，通常主机都是处理器(CPU)，被 主机寻访的设备称为从机。)，在某些时候需要检测从机是否与主机连接或 焊接，并且连接或焊接的是否牢固。如图1所示。器件A焊接在电路板I 上；而器件B焊接在电路板II上，通过排线连接到电路板I上，此时， CPU为主机，器件A和器件B均为从机。

以图1为例，现有的做法是，若器件A或器件B是有ID号的IIC器 件，则读出其ID号和其真实的ID号进行比较，如果相等，就表明器件A 或器件B已与CPU连接或焊接，并且连接或焊接的很牢靠。

若器件A或器件B是没有ID号的IIC器件，则向其内部的某个地址 或寄存器中写入某个值，然后再读出该地址或寄存器中的值，比较写入和 读出的是否一致，如果一致也表明器件A或器件B已与CPU连接或焊接， 并且连接或焊接的很牢固。

现有的技术存在以下问题：

第一、检测速度慢；在IIC器件存在的情况下，需要对IIC器件进行 多次读写操作，才能完成检测；在IIC器件不存在的情况下，更是需要连 续等待多次的超时操作之后，才能完成检测。

第二、通用性差；对于特定的IIC器件还需要考虑用哪种检测方法；

第三、实时性差；只有在设备或系统刚刚上电的时候对IIC器件进行 一次检测，不适合对IIC器件进行实时检测。

发明内容

本发明提供一种检测IIC接口器件是否连接的方法、装置以及系统， 该方法检测速度快，通用性好，实时性好。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种检测IIC接口器件是否连接的方法，包括：

发出起始信号；

发出从机的设备地址；

判断是否在规定时间内接收到从机的应答信号，如果是，则表示连接 成功，反之，则表示连接未成功；

发出终止信号。

一种检测IIC接口器件是否连接的装置，包括：

第一发出模块，用于发出起始信号；

第二发出模块，用于发出从机的设备地址；

第一判断模块，用于判断是否在规定时间内接收到从机的应答信号， 如果是，则表示连接成功，反之，则表示连接未成功；

第三发出模块，用于发出终止信号。

一种检测IIC接口器件是否连接的系统，包括上述检测IIC接口器件 是否连接的装置，以及与所述检测IIC接口器件是否连接的装置连接的至 少一个IIC器件。

本发明具有以下有益效果：

与现有技术相比，本发明的检测IIC接口器件是否连接的方法中，首 先，主机在IIC总线上发出起始信号；然后，主机在IIC总线上发出从机 的设备地址；IIC接口的总线协议规定：“每一个被传送的字节后面都必须 跟随一位‘应答位’”，据此可知，从机在收到主机发出的设备地址信号后， 会发出一个应答信号；若主机接收到从机的应答信号，则表示主机与从机 连接成功，否则，表示主机与从机未连接成功(包括没有从机，从机连接 不牢固等多种情况)；检测完毕后，终止检测过程。

本发明的检测IIC接口器件是否连接的方法不需要对IIC器件进行读 写操作，也不需要多次超时等待，只需要简单的四步就能实现检测的目的， 检测速度快；

只要是IIC接口的器件，不管其类型如何，不管其有没有自身的ID 号，都能通过本方法检测，通用性好；

本发明的检测IIC接口器件是否连接的方法不需要对IIC器件的地址 或寄存器进行操作，因此不论IIC器件已经配置完毕，都不会对IIC器件 造成影响，不需要先将地址或寄存器中的数值读出保存，检测完毕后，再 写回，故可以在任何时间对IIC器件进行实时检测，应用场景广泛且实时 性好。

附图说明

图1为现有技术中的一个包含有IIC接口的电路图；

图2为IIC总线在进行数据传送时的时序信号图；

图3为IIC总线在起始和终止时的时序信号图；

图4为IIC总线在应答时的时序信号图；

图5为主机检测IIC器件的应答信号的时序信号图；

图6为IIC器件的地址格式示意图；

图7为IIC总线写入数据的流程图；

图8为IIC总线读取数据的流程图；

图9为本发明的检测IIC接口器件是否连接的方法的流程图一；

图10为本发明的检测IIC接口器件是否连接的方法的流程图二；

图11为本发明的检测IIC接口器件是否连接的装置的结构图一；

图12为本发明的检测IIC接口器件是否连接的装置的结构图二；

图13为本发明的检测IIC接口器件是否连接的装置的结构图三；

图14为本发明的检测IIC接口器件是否连接的系统的结构图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结 合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本发明提供一种检测IIC接口器件是否连接的方法，如图9 所示，包括：

步骤S101：发出起始信号；

本步骤中，主机在IIC总线上发出起始信号；

步骤S102：发出从机的设备地址；

本步骤中，主机在IIC总线上发出从机的设备地址；

步骤S103：判断是否在规定时间内接收到从机的应答信号，如果是， 则表示连接成功，反之，则表示连接未成功；

从机在接收到主机发出的设备地址信息后，会发出一个应答信号，主 机根据是否接收到该应答信号判断是否与从机连接成功；

步骤S104：发出终止信号。

检测完毕后，发出终止信号，释放总线的占用状态，终止上过程。

IIC总线是一种串行总线，是具备多主机系统所需的包括总线裁决和 高低速器件同步功能的高性能串行总线。

IIC总线只有两根双向信号线。一根是数据线SDA，另一根是时钟线 SCL。

IIC总线通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两根线均为高电平。 连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总线的信号变低，即各器件 的SDA及SCL都是线“与”关系。

每个接到IIC总线上的器件都有唯一的地址。主机与从机间的数据传 送可以是由主机发送数据到从机，这时主机即为发送器，而总线上接收数 据的从机则为接收器。

IIC总线进行数据传送时，时钟线SCL信号为高电平期间，数据线SDA 上的数据必须保持稳定，只有在时钟线SCL上的信号为低电平期间，数 据线SDA上的高电平或低电平状态才允许变化，时序信号如图2所示。

SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信 号；SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信 号，时序信号如图3所示。

起始和终止信号都是由主机发出的，在起始信号产生后，总线就处于 被占用的状态；在终止信号产生后，总线就处于空闲状态。

IIC总线协议规定，每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时， 先传送最高位(MSB)，每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位 (即一帧共有9位)。如果一段时间内没有收到从机的应答信号，则自动 认为从机已正确接收到数据，时序信号如图4所示。

IIC总线数据读写的流程如下：

以图1所示的场景为例，图1中主机为CPU，从机为器件A和器件B。

IIC器件地址格式如图5所示，其中MSB为最高位(第7位)，LSB 为最低位(第0位)，第7位至第1位为设备的地址，第0位为读写控制 位，用于表示对该器件进行读或写操作，其中，0表示写操作，1表示读 操作。

假设器件A的设备地址为D1。

以CPU向器件A的地址D2中写入数据DAT为例详述IIC总线的写 数据的流程，如图6所示。

以CPU从器件A的地址D2中读出数据DAT为例详述IIC总线的读 数据的流程，如图7所示。

现有的检测IIC接口器件是否连接的方法是，在IIC器件不存在的情 况下，如果IIC器件有自己的ID号的话，就读取其ID号和存储在主机内 的ID号进行比较；此时，需要对IIC器件进行读操作，读操作过程如图7 所示；

如果IIC器件本身没有ID号的话，就对其内部的某个地址或寄存器 写入某个数值，然后再读出该地址或寄存器中的值，两者进行比较；此时， 需要先对IIC器件进行图6所示的写操作，再进行图7所示的读操作。

从图6和图7可知，此种检测方法需要连续多次的对IIC器件进行读 写操作，尤其是“对某个寄存器或地址写入某个数值，再读出比较的方法”， 需要先进行图6的操作，然后再进行图7的操作，操作非常的繁琐复杂。

并且，在IIC器件不存在的情况下，需要多次超时等待之后，才能完 成整个的检测过程，是浪费了大量的时间，极大的延缓了IIC器件的检测 速度。

另外，图7和图6所示的读写流程只是一个最基本的操作流程，对于 IIC器件的设备地址长度是10bit(即10位二进制数)的，由于IIC总线的 地址格式必须是8位长度，主机发出设备地址的操作要分两步完成，每 步又都需要等待应答信号或超时的操作；对于设备内寄存器或地址是16bit 的，主机发出设备内寄存器或地址的操作也要分两步完成，每步都需要等 待应答信号或超时的操作；对于设备内寄存器或地址中的数据是16bit的， 主机在对该寄存器或地址进行读写操作的时候，也要分两步进行，每步都 需要等待应答信号。甚至有些IIC器件需要其它更加复杂的操作，才能完 成整个的检测过程。

并且，现有的检测IIC接口器件是否连接的方法，由于其检测速度慢， 通用性差，其应用场景就受到了极大的限制，通常只用在设备或系统刚刚 上电的时候对IIC器件进行一次检测，不适合对IIC器件进行实时检测。 因为有ID号的IIC器件，需要主机对从机的多次操作之后，才能读出其 ID号，而对于没有ID号的IIC器件，需要向其内部的某个地址或寄存器 写入某个数值，然后再读出比较的方法进行检测，而在设备或系统运行起 来后，IIC器件已经配置完毕，如果要向其内部的某个地址或寄存器写入 某个数值的话，可能会对配置好的IIC器件造成影响，这就需要先将现在 该地址或寄存器中的数值读出保存，检测完毕后，再写回，如此更是一个 繁琐的过程，故现有的检测IIC接口器件是否连接的方法，不适合对IIC 器件进行实时检测。

而对IIC器件的实时检测，在有时是非常必要的，如图1所示，器件 B是通过排线和CPU连接的，在设备或系统刚上电的时候连接是牢固的， 但是在使用过程中难免会出现接触不好的情况，如果此时能检测到其连接 出现了问题，而使问题得到及时处理，那很有可能就会避免更大问题的发 生。而对于焊接于电路板I上的器件A，由于在设备或系统运行过程中由 于焊盘脱落、器件老化等原因而不能正常工作，而它又是设备或系统上的 一个至关重要的器件，如果能及时检测到其问题，将是非常有价值的。

IIC串行总线协议规定，每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应 答位(该应答位是接收信号的一端发出的，此处指从机)。如果一段时间 内没有收到从机的应答信号，则自动认为从机已正确接收到数据”。IIC总 线协议之所以做如此的规定，是为了避免“主机”一直等待“应答信号”， 而不能跳出的情况出现。

与现有技术相比，本发明的检测IIC接口器件是否连接的方法中，首 先，主机在IIC总线上发出起始信号；然后，主机在IIC总线上发出从机 的设备地址；IIC接口的总线协议规定：“每一个被传送的字节后面都必须 跟随一位‘应答位’”，据此可知，从机在收到主机发出的设备地址信号后， 会发出一个应答信号；若主机接收到从机的应答信号，则表示主机与从机 连接成功，否则，表示主机与从机未连接成功(包括没有从机，从机连接 不牢固等多种情况)；检测完毕后，终止检测过程。

本发明的检测IIC接口器件是否连接的方法不需要对IIC器件进行读 写操作，也不需要多次超时等待，只需要简单的四步就能实现检测的目的， 检测速度快；

只要是IIC接口的器件，不管其类型如何，不管其有没有自身的ID 号，都能通过本方法检测，通用性好；

本发明的检测IIC接口器件是否连接的方法不需要对IIC器件的地址 或寄存器进行操作，因此不论IIC器件已经配置完毕，都不会对IIC器件 造成影响，不需要先将地址或寄存器中的数值读出保存，检测完毕后，再 写回，故可以在任何时间对IIC器件进行实时检测，应用场景广泛且实时 性好。

在检测应答信号的时候，现有技术是在SCL的第9个时钟周期的高 电平的某一个时间点检测一次SDA信号线上的信号，根据这一次的检测 结果判断是否收到了应答信号，但是实际上，SDA信号线上的应答信号是 否出现，在SCL的第8个时钟周期的高电平和第9个时钟周期的高电平 之间的低电平已经得以体现，如图4所示。

现有技术对应答信号的检测方式极大的延缓了对IIC器件的操作速 度，因为SCL信号线上的时钟周期是在一定的范围内动态可调的，如果 能提前检测到应答信号，就可以在一定的范围内缩短SCL信号线上第9 个时钟周期的时间。所以如果能缩短SCL信号线上第9个时钟周期(即 应答信号周期)的话，将从总体上提高对IIC器件的检测速度。

因此，判断是否在规定时间内接收到从机的应答信号(步骤S103) 还可以包括：

步骤S1031：在第8个时钟周期的高电平和第9个时钟周期的高电平 之间检测从机的应答信号，检测次数为至少一次。

如图5所示，本发明在SCL信号线上的第8个时钟周期的高电平和 第9个时钟周期的高电平之间的低电平处检测应答信号，优选的，可以从 这个低电平的中心点处开始，分三个(或五个)时间点检测SDA信号线 上的信号，可以提前知道是否有应答信号，并提高了检测应答信号的准确 性。

进一步的，还包括：

步骤S1032：若检测到从机的应答信号，则缩短第9个时钟周期的时 间；缩短第9个时钟周期的时间，提高了检测速度。

作为本发明检测IIC接口器件是否连接的方法的一种改进，当连接未 成功时，重复执行发出起始信号(步骤S101)，发出从机的设备地址(步 骤S102)和判断是否在规定时间内接收到从机的应答信号(步骤S103) 一定次数。

当检测结果为连接未成功时，为了使检测结果更为准确，需要主机再 次发出起始信号和从机的设备地址，并再次判断是否在规定时间内接收到 从机的应答信号(即重复执行步骤S101、S102和步骤S103)，如此重复 几次，均接收不到从机的应答信号后，才判定连接未成功，这样能够提高 检测结果的准确率。

作为本发明检测IIC接口器件是否连接的方法的另一种改进，如图10 所示，还可以包括：

步骤S105：将连接结果进行输出显示和/或报警提示。将结果输出显 示，通过LED闪烁、蜂鸣器报警或是LCD显示的方式提示故障，以供分 析判断。

另一方面，本发明提供一种检测IIC接口器件是否连接的装置1(此 处所述的检测IIC接口器件是否连接的装置即为前述的主机，下同)，如 图11所示，包括：

第一发出模块11，用于发出起始信号；

第二发出模块12，用于发出从机的设备地址；

第一判断模块13，用于判断是否在规定时间内接收到从机的应答信 号，如果是，则表示连接成功，反之，则表示连接未成功；

第三发出模块14，用于发出终止信号。

与上述方法对应的，本发明的检测IIC接口器件是否连接的装置不需 要对IIC器件进行读写操作，也不需要多次超时等待，只需要简单的四步 就能实现检测的目的，检测速度快；

只要是IIC接口的器件，不管其类型如何，不管其有没有自身的ID 号，都能通过本装置检测，通用性好；

本发明的检测IIC接口器件是否连接的装置不需要对IIC器件的地址 或寄存器进行操作，因此不论IIC器件已经配置完毕，都不会对IIC器件 造成影响，不需要先将地址或寄存器中的数值读出保存，检测完毕后，再 写回，故可以在任何时间对IIC器件进行实时检测，应用场景广泛且实时 性好。

如图12所示，上述第一判断模块13包括：

检测单元131，用于在第8个时钟周期的高电平和第9个时钟周期的 高电平之间检测从机的应答信号，检测次数为至少一次。

检测单元在SCL信号线上的第8个时钟周期的高电平和第9个时钟 周期的高电平之间的低电平处检测应答信号，可以提前知道是否有应答信 号，并提高了检测应答信号的准确性。

进一步的，还包括：

调整单元132，用于若检测到从机的应答信号，则缩短第9个时钟周 期的时间。调整单元缩短第9个时钟周期的时间，提高了检测速度。

作为本发明检测IIC接口器件是否连接的装置的一种改进，当连接未 成功时，重复执行第一发出模块11，第二发出模块12和第一判断模块13 一定次数。

当检测结果为连接未成功时，为了使检测结果更为准确，需要主机再 次发出起始信号和从机的设备地址，并再次判断是否在规定时间内接收到 从机的应答信号(即重复执行第一发出模块11，第二发出模块12和第一 判断模块13)，如此重复几次，均接收不到从机的应答信号后，才判定连 接未成功，这样能够提高检测结果的准确率。

作为本发明检测IIC接口器件是否连接的装置的另一种改进，如图13 所示，还包括：

输出显示模块15，用于将连接结果进行输出显示和/或报警提示。将 结果输出显示，以供分析判断。

再一方面，本发明还提供一种检测IIC接口器件是否连接的系统，如 图14所示，包括上述检测IIC接口器件是否连接的装置1，以及与检测IIC 接口器件是否连接的装置连接1(主机)的至少一个IIC器件2(从机)。

与上述方法及装置对应的，本发明检测IIC接口器件是否连接的系统 中，首先，主机在IIC总线上发出起始信号；然后，主机在IIC总线上发 出从机的设备地址；IIC接口的总线协议规定：“每一个被传送的字节后面 都必须跟随一位‘应答位’”，据此可知，从机在收到主机发出的设备地址 信号后，会发出一个应答信号；若主机判断接收到从机的应答信号时，则 表示主机与从机连接成功，否则，表示主机与从机未连接成功(包括没有 从机，从机连接不牢固等多种情况。)；检测完毕后，终止检测过程。本发 明的检测IIC接口器件是否连接的系统检测速度快，只需要简单的四次操 作就能实现检测的目的；通用性好，只要是IIC接口的器件，不管其类型 如何，不管其有没有自身的ID号，都能通过本装置检测。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改 进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。