GPIO模拟IIC接口信号质量分析

信号质量有问题的波形001：

信号质量有问题的波形002：

从上图可以看出,GPIO口模拟的I2C接口，电平都存在半高的情况。

因为I2C的接口是通过GPIO模拟实现的，该时钟信号线SCL内部默认为下拉状态，因而SCL对应的GPIO内部有下拉电阻，导致在输出为高电平时，上升沿慢的台阶出现。后把SCL脚的内部下拉disable之后，测试的波形如下图所示，从下图可以看出SCL时钟信号已经正常。

但是SDA存在小的脉冲尖峰和ACK的半高情况。具体见图中的红色圈所示。

SDA小的脉冲尖峰出现在read_byte阶段，是因为软件在SCL无效状态时，对SDA置为输入状态后，又对SDA置高处理，因硬件外部已有上拉电阻，SCL无效时，软件无需对SDA置高处理。后软件去除此部份操作后SDA小的脉冲尖峰消除了。

ACK半高电平，软件在停止位结束后，SCL从高到低反转一执行，马上把SDA从输出状态改为输入状态，此时ACK就会马上生效，SDA从而直接变为低电平，剩下的半高状态，只有大约800us的时间。具体见下图。

测试结果：软件修改后，模拟SDA和SCL信号均满足要求。

GPIO模拟IIC是需要注意：

1、GPIO内部的默认是上拉还是下拉，可以都采取disable内部上下拉，使用外部强上拉的方式。

2、每发送一个字节write_byte的过程中，最后一个bit在时钟SCL为高电平时保持有效，SCL被拉低后，从机的SDA即有ACK响应，所以在最后一个bit，在SCL的低电平半周期即需要置位输入状态，否则如果最后一个bit为高电平时，则SDA则会被拉到半高。

3、read_byte的过程中，只需把SDA置为输入状态，不可以把管脚置为1状态。