I2Cは、2線式のシリアル通信！

まずは下調べから・・。ということでI2Cとはどんな通信方式なのか、簡単にまとめてみました。

通信方式は？

クロックに同期させてデータ通信を行う同期式シリアル通信のひとつです。周辺デバイス間で情報のやりとりが可能です。

信号線は？

2本の信号線(シリアルクロック端子(SCL)、シリアルデータ端子(SDA))を用いて通信します。それぞれの信号線にはプルアップ抵抗を接続する必要があります。

複数デバイスとの通信にも対応！

どうやってデータのやりとりをするの？

「1対多」が可能なの？

トラブル発生！！ 要因は！？

I2Cを理解し、意気揚々とマイコンのプログラムを作成し、通信開始！！
「おや？？　通信できないぞ・・」
トラブル発生！ 一つ一つ要因を探っていくことになりました。

• マイコンのレジスタ設定は？　⇒　OK
• 対象となる周辺ICのアドレス・通信速度は？　⇒　OK

「あとは、タイミングか・・」
以下のようなきれいな波形を期待していたのですが・・。

果たして、結果は・・

クロックもデータも波形がなまっている！！　なんで・・

波形なまりの原因は？

なぜ、波形がなまったのか？

調べてみました・・。
I2Cマニュアル(*1)を確認したところ、『プルアップ抵抗のサイジング』についての記載がありました。
「これか？？」
以下の３つ(Cb, tr, Rp)が重要で、下記の 式(1) で表せるようです。

「なるほど・・。バス容量(Cb)やプルアップ抵抗(Rp)が大きいと、立ち上がり時間(tr)が大きくなるのか。それにより、波形がなまると・・」

回路構成は変更できないので、バス容量(Cb)は変えられません。
なので、プルアップ抵抗値(Rp)を変えてみました。小さくすることで、tr が小さくなり、規定値を満足します。
実際に、Rpを変更し、通信させてみました。
「やったー。通信成功！！」
無事通信することができました。

(*1) NXP社製 I2C バス仕様およびユーザーマニュアル(https://www.nxp.com/docs/ja/user-guide/UM10204.pdf)

対策とまとめ

通信エラーに関して、改めて解決方法を調べたところ、以下の対策がありました。

今回、3の対策を実施し解決に至りました。しかし、今後の開発で、1と2の対策を使用することがあるかもしれません。記憶にとどめておく必要がありそうです。

今回の失敗経験で、次の教訓を得ました。
「搭載部品が適切な値かどうか、必ず裏付けをとることが重要である」と。