接客周·程式設計養生·帶薪休假與菊部養生

qq_15084199發表於2020-10-20
程式設計
餘大師偶爾會跟我探討起光模組測試板介面晶片CH341A不穩定，會導致ATE軟體異常。換一顆新的USB轉I2C介面晶片，剛需，拖久了就成了一種夙願。 困擾了我整整兩個工作日再加一個雙休日的基於MCP2221的USB轉I2C的DLL呼叫問題終於在週一得到破解。我已經用最常用的隱式呼叫DLL的方式，成功呼叫《mcp2221_dll_um_x86.dll》中尚還可用的2個函式，實現了對光模組EEPROM的I2C隨機讀/寫訪問（即指定暫存器偏移量的I2C匯流排操作）。原廠提供的這個V2.2.1 DLL的奇葩之處在於，部分函式比如Mcp2221_GetLastError()在原始碼編譯時就會報錯missing prototype即匯入庫lib檔案中壓根兒就沒有這個函式入口，另外還有部分函式比如Mcp2221_SmbusBlockWrite()和Mcp2221_SmbusBlockRead()總是返回錯誤程式碼但我曾用示波器看過SMB讀時序又不像有問題的樣子，至少下位機該ACK時都正常響應了的。 要理解我對MCP2221晶片的奇葩DLL的破解之道，需要首先從EEPROM的I2C時序說起。和溫度感測器這類從I2C裝置不一樣，EEPROM是有暫存器偏移量概念的。打個比方，從溫度感測器回讀當前取樣的溫度值，那麼我們直接去成都模具園D2棟的迪譜光電隨便找個有問必答的銷售人員問一下就可以，但是要訪問EEPROM的各個暫存器，就像菜地裡的一個蘿蔔一個坑，每個坑位都是順序編號的，哪個序號坑位的蘿蔔有多重，是需要事先指定好坑位的，這個坑位序號，就是暫存器偏移量，即偏離零點的距離，範圍0~255。由於EEPROM暫存器定址是8bit的，這意味著一片菜地（比如AT24C02）可以有2^8即256個蘿蔔（Byte），這一片菜地以A0h作為I2C從裝置寫地址，以A1h作為I2C從裝置讀地址。當然一個菜園（比如AT24C04）可以有2片菜地，第一片菜地以A0h作為寫地址，以A1h作為讀地址，第二片菜地以A2h作為寫地址，以A3h作為讀地址。 讓我們來先看看典型的EEPROM型號為AT24C02的datasheet，對EEPROM的一些I2C專業術語的定義： （……此處省略1800字） 既然能指定坑位號的Mcp2221_Smbusxxx函式不好用，那我們就用不能指定坑位號但幸好還能正常使用的Mcp2221_I2cxxx函式來自己搭建合適的蔬菜大棚！我最開始還不是這樣想的，我想退回到基於2014年的老版本DLL的上位機C#例程《MCP2221DLL_2015_06_17\Unmanaged\Example Code\MCP2221DLL-UM_CSExampleCode》，來嘗試突破。很遺憾，C#我不熟，CVI顯式呼叫DLL我也沒整成功，反而是看到2014年的老版本DLL的SmbReadBlock函式，比SmbWriteBlock函式，多了一個引數是BYTE readRegIndex。我就在想，為啥SMB的block讀函式，就要指定坑位號，而SMB的block寫函式，就可以不指定坑位號呢？當時似乎是靈光乍現，回頭去看page write時序，實際上坑位號和蘿蔔並沒有本質不同，都是前後緊挨著的8bit資料，所以SMB的block寫函式，發出的第一個8bit資料，完全可以當成是坑位號告訴給菜地嘛，所以才可以不像SMB的block讀函式那樣需要明示坑位號。於是乎，Mcp2221_I2cWrite的unsigned char* i2cTxData引數，第一個8bit資料，我就讓它等於坑位號；從第二個8bit到第x+1個8bit，我就給它順序賦值成x個新蘿蔔，這樣一旦執行完一次Mcp2221_I2cWrite函式，就相當於是指定了坑位號再種下了x個新蘿蔔，完美！ 再回頭去看Sequential Read時序，需要先寫坑位號再發起立即讀x個老蘿蔔的操作，於是可以先呼叫Mcp2221_I2cWrite函式只發出1個byte當成是坑位號，然後再呼叫Mcp2221_I2cRead函式連續挖出x個老蘿蔔即可。注意這裡的Mcp2221_I2cWrite函式會發出一個STOP結尾，但是標準的讀時序是沒有這個STOP的，不過實踐證實，Re-START前面有沒有這個額外的STOP，下位機都可以正常應對。本來我是準備呼叫Mcp2221_I2cWriteNoStop這個函式來下發不帶額外STOP的坑位號的，但是執行完這個函式SCL就一直拖低，沒法進行下一步操作，就是這個奇葩DLL倒逼著我這個老工程師，連蒙帶猜地採取迂迴戰術才得以成功訪問到EEPROM，一旦想通了I2C時序原理，連線下來的上廁所蹲坑都暢快多了，畢竟這也算是碎片式帶薪休假與菊部養生嘛。

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