芯片I2C通信异常无法读写寄存器破解

时钟芯片PCF2129在批量生产过程中，有客户反馈PCF2129有0.2%左右芯片I²C通信异常，无法读写寄存器，芯片BAT供电比VCC低或者断开VCC和BAT供电后恢复正常。经过测试发现0x02地址寄存器值异常为0x88，改为默认值0x00,芯片恢复正常。

在很多设计中都会用到时钟芯片，PCF2129是NXP推出的内置晶振高精度时钟芯片，芯片带有补偿寄存器，精度可达3ppm。该时钟芯片具有精度高、功耗低、使用方便等特点。

在使用PCF2129，有客户反馈出现0.2%的芯片在电池上电后，I²C读写寄存器异常如图 1，通信失败，在将电池断开又接上后，芯片恢复正常工作。如果设置BAT供电电压比VCC低，芯片也能通信上，但将BAT电压调到比VCC高，通信又异常了。客户VCC使用3.3V.电池也是3.3V的。

图 1  PCF2129没有ACK应答

从客户反馈的情况分析，芯片从新上电后由于寄存器重新初始化，芯片恢复正常。在调试BAT电压比VCC电压低后，通信也能正常如图 2，可以看出，芯片异常应该是某个寄存器值偏离默认值，而且这个寄存器值和BAT的供电电压有关。在PCF2129中，只有地址0x02寄存器和BAT供电电压有关如图 3。

图 2  PCF2129 IIC通信正常

图 3  PCF2129 0x02寄存器

0x02寄存器默认情况下为0x00,在BAT不断电情况下外接电源，VCC电压调到比BAT高后，IIC通信正常，读取0x02寄存器值如图 4所示，为0x88。

图 4  0x02寄存器异常值

PCF2129断电后，或者直接将0x02寄存器值改为0x00后，PCF2129 I²C通常正常，芯片正常工作。

图 5  0x02寄存器默认值

从测试结果可以得出，PCF2129 I²C通信异常是由于0x02寄存器值异常导致的，修改为默认值后，PCF2129就能正常工作。