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一種非標準單總線協(xié)議輔助分析思路

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樓主
ID:351097 發(fā)表于 2019-7-24 09:51 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
一、探究背景

        從事電子行業(yè)的朋友,特別是從事嵌入式工作的朋友,都知道邏輯分析儀這個工具,用它來抓協(xié)議是非常方便可靠的。基本上所有的標準總線協(xié)議, 邏輯分析儀都能分析出來。
        但是,對于非標準的協(xié)議,邏輯分析儀就無能為力了。因為邏輯分析儀 所分析的協(xié)議是標準的、已知的、預(yù)編程分析的。所以,有必要對非標準的 協(xié)議進行處理。
        接下來,我會在本文中討論和制作一種非標準單總線協(xié)議輔助工具。

二、單總線的特點

        單總線,就是主機和從機在一根線上來回傳輸數(shù)據(jù)。由于只有一根線, 所以數(shù)據(jù)和時鐘都包含在內(nèi),它的傳輸時“半雙工”的,即可以主機發(fā)從機 收或者從機發(fā)主機收。有兩種方向但不能同時進行,所以稱為“半雙工”。
    還有就是,總線空閑時,一定是高電平,一般需要外接上拉電阻把總線拉高。
    主機和從機的通信端口一般都是配置為輸入懸浮,即端口本身不接上拉電阻 和下拉電阻,端口本身的電平是不確定的,所以需要外接一個上拉電阻將總 線拉高。在通信時,發(fā)送方端口被配置為輸出模式來拉低電平,端口被配置 為輸入懸浮來釋放總線;接收方的端口配置為輸入懸浮、下降沿中斷來檢測 和獲取數(shù)據(jù)。值得注意的是,單總線對時序比較敏感,如果傳輸?shù)臄?shù)據(jù)時序 稍微有偏差,通信往往就失敗。DS18B20溫度傳感器就是標準單總線協(xié)議通 信的,這個比較典型,網(wǎng)上也有很多例程和講解,單總線入門可以從DS18B20 開始。

三、非標準單總線分析的難點

      雖然是非標準的單總線,但其硬件方面還是跟標準的單總線一樣。不同的 地方就是是傳輸協(xié)議了,有許多產(chǎn)品采用非標準單總線協(xié)議來識別自家產(chǎn)品,比 PSP 如日本的數(shù)碼相機電池、  掌機電池、部分手機電池等。它們采用非標準協(xié)議 主要是防止別人生產(chǎn)兼容產(chǎn)品,而且價格也是比較高的,當然對消費者是不利的。
      以相機和電池通信為例。把相機和電池的通信端子和它們的負極用線引出 來,都接到邏輯分析儀上,我們會看到一大堆高低電平通信,而且還不是標準的 單總線協(xié)議,根本無從下手。
      那么問題來了:如果要分析相機與電池的非標準單總線協(xié)議,如何知道總 線到底是被相機拉低了還是被電池拉低了?
      不解決這個問題,后面的協(xié)議分析就無法進行下去了。!

四、解決思路

    1、相機和電池通信的等效模
   查看附件圖片
    2、設(shè)計模型
    查看附件圖片
   3、優(yōu)化后模型
   查看附件圖片
  4、實際電路設(shè)計
       查看附件圖片
  5、實際測試
     查看附件圖片
五、總結(jié)
  本文從最簡單的模型分析判斷總線被哪方拉低的可能性,然后逐步完成電路
的設(shè)計,最后搭建電路并且經(jīng)過了測試。對于非標準的協(xié)議輔助分析,本工具能派上用場的。




設(shè)計后模型.JPG (63.9 KB, 下載次數(shù): 209)

設(shè)計后模型.JPG

設(shè)計模型.JPG (50.07 KB, 下載次數(shù): 213)

設(shè)計模型.JPG

實際測試.JPG (47.95 KB, 下載次數(shù): 218)

實際測試.JPG

實際電路設(shè)計.JPG (51.75 KB, 下載次數(shù): 220)

實際電路設(shè)計.JPG

相機的電池通信的等效模型.JPG (41.96 KB, 下載次數(shù): 214)

相機的電池通信的等效模型.JPG
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