搞過嵌入式開發的程序員一定知道有I2C總線，手機和電視中的主要串行技術，通過兩條線SDA,SCL解決總線傳輸，地址區分和熱插拔問題的技術。

可是就是這么一個簡單的東西，讓我這個自認為有些經驗的單片機開發者浪費了整整五個月！這還是我有比較充分的經驗，在一年半前就已經非常了解I2C協議的情況下！這段時間我花了無數的時間在調試，思考，解決問題而沒有一絲進展。反復的檢查問題，想要的結果死活不出來！昨晚的反思讓我今天早上我一大早起來第一件事就是調代碼，結果正確出來的時候，眼淚都快出來了。這篇文章，總結下這五個月來的問題，這五個月給我好好的上了一課。

五個月前，初步規劃方案階段：

我做的體感項目發展到了第四代，為了盡可能的減少尺寸和功耗，將原來的64腳IPM封裝的MSP430F149換成了更小，功耗更低的MSP430F2132。選擇該型號有顯然的好處：32QFN封裝，硬件I2C，自帶上拉電阻，16MHz的功耗更低。我們使用了原來所用的ADXL345加速計，MPU3050陀螺儀和HMC5883L的磁場計解決方案。在前一版的MSP430F149上是采用模擬I2C總線，而上述傳感器掛在這條總線上跑起來都毫無問題，只要焊接無問題，就一定能保證正確結果。而事實證明，這種自信確實是最后的罪魁禍首。

四個月前，第一版制作失敗：

換方案后，板子確實做得非常小，只有硬幣那么厚，小拇指那樣的細條。我們在設計上花費了很多精力，保證盡可能小的體積和封裝。PCB制版，焊接，上電，加速度計工作非常正常，而其他傳感器返回都為錯誤。我們一看這個情況，I2C出來啦！單片機沒問題！推斷只能是傳感器焊接問題。重新焊接，不行？那可能是布線和焊接問題。之所以考慮是焊接，是因為那種芯片非常難焊，所有管腳都在芯片屁股下面。如果技巧不夠，很容易出現焊接不良的情況，以前的多數問題都是焊接問題。

解決了一些小的布局問題以后，準備做第二次板。 

兩個月前：第二版制作失敗：

第二版做出來之后，出現了更嚴重的問題，每次上電調試，第一次程序還能寫進去，第二次就不行了。再用萬用表測，電源短路。上面的所有傳感器都燒掉了！后來才知道，用的助焊劑非常好用，但導電！如果不洗干凈，就會出現短路的問題！ 后來我們都把板子直接泡到酒精里。 

新的問題又出現了，單片機工作很不穩定。經常出現調試寫入不正常，程序跑飛的情況，板子也會變得特別燙。用示波器一看，電源紋波相當大，在電源芯片旁邊的電容燙的不能用手碰。仔細分析，原來是我們使用的電容值沒有達到正常標準。這句話就在電源芯片PDF中的某一個非常不起眼的地方...更換以后，這部分沒問題了。

可是,I2C還是出不來！加速度計的0X00寄存器返回0XEF值，原本以為是對的，但實際上應該是0xE5;加上驅動程序一跑，發現加速度計根本沒正常工作！其他寄存器有的值讀出來是錯誤的，比如寫入0x3E，讀出來卻是0X5F.有些根本就不能讀！但磁場計卻能出來~陀螺儀永遠出不來！ 這是為什么呢？既然磁場計能正確讀值，說明單片機和I2C總線軟硬件都沒問題，難道加速度計和陀螺儀芯片是假的？？　　　　

我們罵了一遍那些“萬惡的”淘寶賣家，重新買了一批傳感器回來。因為硬件制作確實嚴格按照要求做了。我們高興的以為，這不是我們的問題，開心的等待著順豐把芯片送回來。同時，繼續改進電路，完成了第三版。

一個半月前：第三版的I2C依舊有問題：

芯片買回來了，新PCB到貨了，興沖沖的上電，發現問題依舊，磁場計能出來，加速度計問題依舊，萬惡的0xEF。陀螺儀還和往日一樣，完全沒反應。這下尷尬了！

焊接問題？！我們找了手機維修的大牛，仔細的給我們焊了一遍。同組的同學也認真的焊接好多板子，出現的還是一樣的問題。

軟件I2C問題？但為什么磁場計能出來？所以沒問題

電路問題？仔細查過，沒問題。所有的布線都OK，測試都聯通。

單片機？工作的挺正常啊，JTAG調試都沒問題啊，讓它輸出高電平就是高，輸出低就是低，上拉電阻乖乖的焊上了。我不認為它有什么問題。

所有的選項都排除了，我只能把它歸結到自身：你平時太墮落了，老天看不下去，故意讓你遇到這種最惡心的問題。那段時候，我極度迷信。事實上，這套系統我在PC端上開發了足夠強大的服務器端，采用了最新的技術和設計方法，幾乎硬件一調好，系統就能工作啊！各種應用接口，通信流量監測，識別算法，插件系統，自然交互界面，無所不用其極。這個項目不屬于我正常的工作范疇，算是“周末項目”，做著玩玩賺點小錢花，但并不表示我對它不重視。它讓我很有動力的學了很多的東西。有點意思的是，如果不是這套體感系統，我也不會這么鉆研.NET程序開發，也不會在博客園開博客。哈哈。

半個月前：絕望

就像前一段，按照我的邏輯把所有的問題都考慮了一遍（后來想，真的是這樣嗎？）依舊無果。我已經不知道怎么做了，我變的迷信癲狂不知所措。可能是這個項目本身給我帶來了太多的好處，老天已經覺得它應該退出我的人生舞臺了。

可是我真的能放棄么？花了那么多錢，當然錢是次要的，那么多時間和精力才是關鍵。如果現在放棄，原有的那些東西都沒有了任何價值，最多證明我學過某門技術。我的無數思考和結論都沒有了意義。    最主要的是，我困擾在了我原本認為最簡單的問題上，它不可能解決不了呀？！怎么回事！

好多次我11點多從實驗室回來，一晚上的時間繼續白費，還是出不來.....

我翻了好多技術資料，發了好多詢問帖，有人會幫我回答，但那些問題我都挨個排查過了，沒有問題啊、

我甚至不相信邏輯，覺得數學書上的證明都是扯淡，誰也沒告訴你1+1一定等于2。我生活在一個不可知的世界。

我會經常做夢，夢到傳感器都出來了，然后興奮的一塌糊涂，早上起來插上板子，發現問題依舊，還是"0XEF"，還是錯誤的I2C!

我逐漸的將注意力集中在了單片機上面，是它的問題么？我雖然了解I2C協議，看過了各種可能的問題，并嚴格按照I2C協議寫了代碼。但我開始懷疑它在通信的時候到底做了什么。我為什么不用示波器看看波形呢？它輸出高低電平無誤就證明你該相信它么？ 

波形捕獲證明：它出現了中間電平。 數字電路只有0和1，不可能有中間電平這種東西！如果出現，只能是電阻分壓！  在與ADXL345通信時，這個問題表現得尤為明顯，MHC5883L通信時，中間電平變低了，正好落在了單片機能正確檢測的范圍之內。

那么，出現了不該出現的電阻，它在不合時宜的地方出現，分解了本該正確的電平值導致了單片機端口電壓檢測錯誤！電阻從哪來呢？我明明已經關掉了單片機的上拉電阻使能，按照PDF的說明，這應該也是沒有問題的。但肯定就是單片機問題！

昨天：心血來潮

正好是圣誕節，瘋玩了一天，晚上回來，還是決定去實驗室看看。將板子的I2C總線引出來，去掉CPU，接到了原來的MSP430F149軟件I2C引腳，上電，三個傳感器都毫無壓力的出來了。非常流暢和清晰！就是單片機問題！

換單片機？代價太大，如果換掉，那么所有的板子都要重做。而且原來的尺寸太大，所以原來的外觀設計都要推倒重來。如果這一步邁出去，我們五個月來的辛苦基本上都白費了。真的要這樣么？原來的程序沒問題啊！或許只能這樣了。

我不信，MSP430提供了硬件I2C，為什么不用硬件I2C試試看呢？原來嘗試過，但很奇怪所以沒有繼續深入。那我就要和你死磕。從晚上9點鐘開始到12點宿舍熄燈。找到了一份完整的關于硬件I2C的代碼模板，不過有些問題，明天繼續。

今天：成功！

6點鐘睡不著了，想著那些事情，我趕緊坐起來，趁著自己有些精神，趕緊看那些代碼。昨天晚上太累，好些地方寫錯了。修修改改，哦？有點意思啊。再改掉了中斷的代碼和其他的一些問題之后，加上驅動函數，加速度計正常工作！陀螺儀正常工作！磁場計正常工作！

究其原因，是MSP430F2132和MSP430F149的端口結構不一致導致的，2系列的單片機存在上拉電阻和一些額外的配置，導致一般的模擬I2C代碼移植到該單片機時，檢測高低電平的時候無法正確判斷。但硬件I2C不存在這個問題，只要外部加上拉電阻，就能正常工作，具體細節我還沒有仔細論證分析，等待幾天之后的分析結果。

那一刻，我有點暈，有點不想說話。反倒是很平靜。這種事情，從來都不會有那種“放著不動就能成功”的情形。但還是趕緊跑出去給隊友打了電話。興奮之情完全不用形容~原本這一刻，是準備在做好板子焊接完成后的五分鐘搞定的，我花了五個月時間。經歷了各種痛苦和無語，它今天總算出來了。項目因為這個問題卡的死死的沒有半點進展，如果早出來的話，現在幾乎已經做完了.....%>_<% 

對這個成功，我真的無顏大肆渲染，這可能是一個本科生的簡單小實驗而已，把我足足干掉了五個月的時光。它不是什么歷史性時刻，它僅僅是一個普普通通項目的簡單開始而已，僅僅如此。

總結： 

這部分可能是最本文關鍵的部分。我的盲目自信和粗心讓我在如此簡單的問題上困擾了整整五個月。這些問題讓我快崩潰。寫在下面的：

任何事情首先建立反饋，能讓我們真實的知道內部發生了什么，串口，調試JTAG，液晶屏，或者是示波器，邏輯分析儀，這些都是非常得力的助手。

不怕一個問題出錯，怕就怕在它是半對半錯性質的，對的那方面很容易讓你排除本身應該存在的問題，掩飾錯誤的真正原因，HMC5883L我恨你。

仔細看手冊說明！我什么時候學的壞毛病：喜歡跳讀，大致明白什么意思就行了。可是，那些問題就藏在原本跳過去的地方（不過對我這個問題，單片機手冊上還真沒說明，否則我真能看出來，但電源芯片配置不正確燒板子的事情，卻絕對有關聯）。

這個世界是有邏輯的，如果它出錯，那么肯定是有內在問題，上帝非常公平。

認真嚴謹的工作態度，詳細分析問題的能力——這兩句是我寫實驗報告時經常寫的，但我實際按照要求做了么？沒有！別人給你傳授經驗為什么很多情況沒用？來自真正努力地實踐，而這卻是好多人掛在嘴上而又特別缺乏的，包括我。多數問題真的都是個態度問題。

這個問題讓我險些放棄了整個項目，因為越來越大的實驗室壓力和考試壓力，讓我不知道該怎么走下去。實際上再過幾天調不出來，我就很可能放棄它了，它往后的故事也不會再有了，也更不會有這篇文章了。文章雖長，可我寫它的時間不超過調試上面那個問題的五十分之一。

這個問題雖然不大，但確實是自我出生以來讓我最無語的問題，仿佛死死的卡著脖子不能說話，痛卻說不出來。 

我很感激陪伴我度過這五個月的隊友，我妹妹，還有好多關心我的人。我還相信一件事情，我雖然是黨員，但我也是“二元論”者，這個世界有物理規律支撐，同時，天在看，地也在看，努力工作，好好待人待己，這個世界都不會虧待你的。