利用数字IO与I2C器件通信，分析总线信号
在协议层和物理层与仪表和设备通信。使用仪表控制工具箱的I2C功能与TMP102温度传感器通信，同时使用数据采集工具箱的时钟数字IO功能分析物理层I2C总线通信。
需要数据采集工具箱和仪表控制工具箱。
硬件配置及原理图
任何支持金宝app的国家仪器™DAQ设备与时钟DIO通道都可以使用(例如，NI Elvis II)
TotalPhase Aardvark I2C/SPI主机适配器
TMP102数字温度传感器，两线串行接口
TMP102需要3.3 V电源。使用线性LDO (LP2950-33)从DAQ设备的5v电源线生成3.3 V电源。
备选方案包括：
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表控制工具箱中的I2C对象验证与传感器的通信。
aa=instrhwinfo(“i2c”,“豚”）;%获取已连接的I2C主机信息tmp102 = i2c (“豚”0 hex2dec (48岁的));%创建连接到TMP102的I2C对象tmp102。PullupResistors =“都是”；%使用主适配器上拉电阻fopen（tmp102）；%打开连接dat8 = fread(tmp102, 2，)“uint8”）;%读取2字节数据% 1 LSB = 0.0625℃温度=.．.(双(bitshift (int16 (data8 (1)), 4)) +.．.Double (bitshift(int16(data8(2))， -4)) * 0.0625;%参考TMP102数据表，根据接收到的数据计算温度流('TMP102传感器记录的温度为：%s摄氏度\n'num2str(温度));文件关闭(tmp102);
TMP102传感器记录的温度为:27.625℃
通过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)获取和分析I2C总线上的物理层通信。
在数据采集设备的0行0端口上获取SDA数据。在DAQ设备的第1行端口0上获取SCL数据。
dd=数据采集卡(“倪”)；附加输入（dd，“Dev4”,“port0 \ line0”,“数字”）;% sdaaddinput (dd,“Dev4”,“port0 \ line1”,“数字”）;% sci
生成用于数字子系统的时钟信号
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，或者从外部子系统导入时钟。产生50%占空比时钟在1 MHz使用脉冲发生器计数器输出，并设置输入扫描速率与之匹配。
pgChan = addoutput (dd,“Dev4”,“ctr1”),“PulseGeneration”)；折旧率=1e6；折旧频率=折旧率；
时钟在pgChan上生成。终端引脚，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。
显示（pgChan.终端）；添加时钟（dd，“ScanClock”,“外部”, (“Dev4 /”pgChan.Terminal]）；
PFI13
利用时钟数字通道获取I2C信号
在后台从SDA和SCL数字线路获取数据。
在后台模式下启动数据采集
启动I2C操作
I2C操作完成后停止数据采集
开始（dd，“连续”）;fopen (tmp102);dat8 = fread(tmp102, 2，)“uint8”）;% 1 LSB = 0.0625℃温度=（双精度（位移位（int16（data8（1）），4））+.．.Double (bitshift(int16(data8(2))， -4)) * 0.0625;文件关闭(tmp102);暂停(0.1);停止(dd);myData =阅读(dd,“所有”）;
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获得的信号。请注意，在空闲期间，线路处于高位。下一节将展示如何找到启动/停止条件位，并使用它们来隔离I2C通信中感兴趣的区域。
身材(“名称”,“原始数据”）;次要情节(2,1,1);情节(myData (: 1));ylim ([-0.2, 1.2]);甘氨胆酸ax =;斧子。YTick = [0, 1];斧子。YTickLabel = {“低”,“高”}；头衔(“串行数据(SDA)”)；子批次（2,1,2）；绘图（myData（：，2））；ylim（[-0.2,1.2]）；ax=gca；ax.YTick=[0,1]；ax.YTickLabel={“低”,“高”}；头衔(“串行时钟(sci)”）;
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)”;sci = myData (:, 2) ';
找到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 =找到(sclFlips = = 1);
根据时钟索引计算时钟周期
sclFlipPeriods = sclFlipIndexes(1:end-1) -[1 sclFlipIndexes(1:end-1)];
通过检查，观察到闲置期间SCL高超过100 us。由于扫描速率= 1MS/s，每个样品代表1个us。idlePeriodIndices表示I2C通信中活动的周期。
idlePeriodIndices =找到(sclFlipPeriods > 100);
放大I2C总线上的第一个活动周期。为了便于查看，在每个地块的前端和末端包括30个空闲活动的样本。
范围1=sclFlipIndexes（idlePeriodIndices（1））-30:sclFlipIndexes（idlePeriodIndices（2）-1）+30；图(“名称”,“I2C通信数据”)；子批次（2,1,1）；绘图（sda（范围1））；ylim（[-0.2,1.2]）；ax=gca；ax.YTick=[0,1]；ax.YTickLabel={“低”,“高”}；头衔(“串行数据(SDA)”）;次要情节(2,1,2);情节(sci (range1));ylim ([-0.2, 1.2]);甘氨胆酸ax =;斧子。YTick = [0, 1];斧子。YTickLabel = {“低”,“高”}；头衔(“串行时钟(sci)”）;
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，以及I2C比特率计算。
开始条件持续时间定义为SDA变低后SCL变低所需的时间。
停止条件持续时间定义为SCL升高后SDA升高所需的时间。
通过取两个上升时钟边缘之间的时间倒数来计算比特率。
启动条件：先是SDA低，然后是SCL低
sclLowIndex = sclFlipIndexes (idlePeriodIndices (1));sdaLowIndex = find(sda(1:sclLowIndex)== 1,1，“最后”) + 1;% +1，翻转是最后一个高之后的下一个值startConditionDuration = (sclLowIndex - sdaLowIndex) * 1/s.Rate;流('sda:%s\n'，斯普林特(' % d 'sda (sdaLowIndex-1: sclLowIndex)));%索引指向下一个更改，因此sclLowIndex包含flip to low流(“sci: % s \ n”，斯普林特(' % d '、症状自评量表（sdaLowIndex-1:sclLowIndex））；%从sdaLowIndex中减去1，以查看翻转前的sda值流('启动条件持续时间:%d秒\n\n', startConditionDuration);%数5个脉冲，5个美国。
sda: 1 00000 scl: 1 1 1 1 1 1 0启动条件持续时间:5.000000e-06秒。
停止条件：先是SCL高，然后是SDA高
进入idle之前的% flip是我们想要的sclHighIndex=sclFlipIndexes（idlePeriodIndices（2）-1）；sdahightIndex=find（sda（sclHighIndex:end）=1,1，“第一”)+SCLHIGHTINDEX-1；停止条件持续时间=（SDAHIGHTINDEX-SCLHIGHTINDEX）*1/s.速率；fprintf('sda:%s\n'，斯普林特(' % d '，sda（sclHighIndex-1:sdahightindex））；fprintf(“sci: % s \ n”，斯普林特(' % d 'sci (sclHighIndex-1: sdaHighIndex)));流('停止条件持续时间：%d秒。\n\n'，持续时间）；
sda: 00000 1 scl: 0 1 1 1 1 1 1停止条件持续时间:5.000000e-06秒
比特率:SCL线上两个上升边之间的时间的倒数
startConditionIndex = idlePeriodIndices (1);firstRisingClockIndex = startConditionIndex + 2;second drisingclockindex = firstRisingClockIndex + 2;clockPeriodInSamples = sclFlipIndexes(secondRisingClockIndex) - sclFlipIndexes(firstRisingClockIndex);clockPeriodInSeconds = clockPeriodInSamples * 1/s rate;比特率= 1 / clockPeriodInSeconds;流('DAQ计算比特率=%d；实际I2C对象比特率=%dKHz\n',.．.比特率，.．.tmp102.BitRate);
DAQ计算比特率= 1.000000e+05;实际I2C对象比特率= 100KHz
通过对上升边采样找到比特流
的SCL索引矢量是使用异或创建的，因此包含上升和下降边缘。从上升边开始，用两步跳过下降边。
% idlePeriodIndices(1)+1是启动条件后的第一个上升时钟边。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是要删除的位流中的最后一个上升时钟边缘%解码。比特流= sda (sclFlipIndexes (idlePeriodIndices (1) + 1:2: idlePeriodIndices (2) 3));流('从I2C物理层信号提取的原始比特流：%s\n\n'，斯普林特(' % d '，比特流）；
从I2C物理层信号提取的原始比特流:1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1
对获取的比特流进行解码
ADR_RW = {“W”,“R”}；确认NACK={“消”,“纳”};地址=比特流(1:7);% 7位地址流(“\n编码地址：%d%d%d%d%d%d（0x%s）%d（%s）%d（%s）\n”,.．.地址,.．.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}）；对于iData = 0:1 startBit = 10 + iData*9;endBit = startBit + 7;ackBit = endBit + 1;data =比特流(startBit: endBit);流('解码数据%d: %s(0x%s) %d(%s)\n',.．.iData + 1,.．.斯普林特(' % d '，数据），.．.binaryVectorToHex(数据),.．.比特流(ackBit),.．.ACK_NACK{比特流(ackBit) + 1});终止
解码地址：1001000（0x48）1（R）0（ACK）解码数据1:0001011（0x1B）0（ACK）解码数据2:10100000（0xA0）1（NACK）
验证使用DAQ解码的数据与使用ICT读取的数据是否匹配
两个uint8字节被读取，使用弗瑞德，从I2C总线到变量data8．这些值的十六进制转换应该与上面显示的总线解码的结果相匹配。
流('从I2C对象获取的数据：0x%s\n'，dec2hex（数据8）'；fprintf('温度：%2.2f摄氏度\n\n'、温度);
从I2C对象获取的数据:0x1BA0温度:27.63℃
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