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固件：首次上板修三处（Hub 复位 / 空槽不走总线 / 关 I²C 驱动日志）+ I²C 扫描工具

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2026-09-27 底板上板（未插刀片）发现：

- HUB_RST 只在上电复位（ESP_RST_POWERON）时脉冲。原先每次重启都脉冲，
  esptool 经 USB 复位芯片即把自己的 COM 口断掉，只能走 J33 手动下载。
  实测：USB 复位（原因 11）后日志「不动 HUB_RST#」，COM 口全程不掉。
- t_safety 空槽不走总线。原先五路无条件读，空槽 NAK 每次十几 ms，
  槽 1 就吃光 10 ms 整圈预算，槽 2~5 与主干输入侧 0x43 一圈都没读到。
  新用例 test_empty_slots_are_never_touched_and_the_input_still_reads（去掉修复即红）。
- 关掉 i2c.master 驱动日志：NAK 日志在持锁期间同步打印，拖垮 20 ms 节拍。
  失败仍计入 t_safety 的 i2c_err。
- 上板结果：空机 skipped=0 i2c_err=0 过载 0 最迟 0 ms。

tools/i2c_scan：独立的只读扫描固件（主干 + mux 8 通道，读身份寄存器，不写任何输出）。
实测主干 0x22/0x23/0x43/0x4A/0x4B/0x70 全在，另有 0x47 应答（推测 DAC63204 广播地址）。

Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <[email protected]>
这个提交包含在：
zhou yang
2026-09-27 10:26:55 +08:00
共同撰写人 Claude Opus 5.5
父节点 b8ad69681f
当前提交 dc0395fde0
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firmware/tools/i2c_scan/CMakeLists.txt
+3
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@@ -0,0 +1,3 @@
cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
include($ENV{IDF_PATH}/tools/cmake/project.cmake)
project(i2c_scan)
firmware/tools/i2c_scan/main/CMakeLists.txt
+2
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@@ -0,0 +1,2 @@
idf_component_register(SRCS "i2c_scan.c"
PRIV_REQUIRES esp_driver_i2c esp_driver_gpio)
firmware/tools/i2c_scan/main/i2c_scan.c
+242
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@@ -0,0 +1,242 @@
/* R2 底板 I²C 扫描（临时诊断固件，不是产品固件）。
做的事：
1. 先以 GPIO 输入读 SDA / SCL / MUX_RST# / HUB_RST# 的空闲电平 —— 总线被拉死时 I²C 驱动只会报超时，
这一步能直接看出是「没上拉」还是「有器件把线拉低」；SDA 被拉低时先打 9 个 SCL 脉冲做总线恢复。
2. 扫主干 0x08~0x77，认得的地址打出器件名，INA226 / CH224A / TCA9548A 再读一次身份寄存器。
3. TCA9548A 在的话逐个打开通道 0~7，扫分支（槽 1~5 = 通道 0~4），刀片上的 INA226(0x40) 读身份、
PCA9555(0x20) 只读输入口 —— **一个输出寄存器都不写**。
4. 关掉所有通道，每 5 s 重扫一遍（插拔刀片可以直接看）。
不碰的脚：HUB_RST#（IO8，只读）—— 控制台就挂在那颗 Hub 上。MUX_RST#（IO40）读完空闲电平后推高，
保证 mux 不在复位里。其余 GPIO 一律保持复位态。 */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "driver/i2c_master.h"
#include "esp_rom_sys.h"
#define PIN_SDA 41
#define PIN_SCL 42
#define PIN_MUX_RST_N 40
#define PIN_HUB_RST_N 8
#define MUX_ADDR 0x70
#define I2C_HZ 100000
#define TMO_MS 20
static i2c_master_bus_handle_t bus;
static const char *main_name(uint8_t a)
{
switch (a) {
case 0x70: return "TCA9548A U35 多路器";
case 0x43: return "INA226 U13 输入检流";
case 0x4A: return "DAC63204 U6";
case 0x4B: return "DAC63204 U7";
case 0x22:
case 0x23: return "CH224A U36 PD 取电";
default: return "?? 未预期";
}
}
static const char *branch_name(uint8_t a)
{
switch (a) {
case 0x40: return "INA226 刀片检流";
case 0x20: return "PCA9555 刀片 IO 扩展";
default: return "?? 未预期";
}
}
static esp_err_t rd(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t *buf, size_t n)
{
i2c_device_config_t cfg = {
.dev_addr_length = I2C_ADDR_BIT_LEN_7,
.device_address = addr,
.scl_speed_hz = I2C_HZ,
};
i2c_master_dev_handle_t dev;
esp_err_t e = i2c_master_bus_add_device(bus, &cfg, &dev);
if (e != ESP_OK) {
return e;
}
e = i2c_master_transmit_receive(dev, &reg, 1, buf, n, TMO_MS);
i2c_master_bus_rm_device(dev);
return e;
}
static esp_err_t mux_select(uint8_t mask)
{
i2c_device_config_t cfg = {
.dev_addr_length = I2C_ADDR_BIT_LEN_7,
.device_address = MUX_ADDR,
.scl_speed_hz = I2C_HZ,
};
i2c_master_dev_handle_t dev;
esp_err_t e = i2c_master_bus_add_device(bus, &cfg, &dev);
if (e != ESP_OK) {
return e;
}
e = i2c_master_transmit(dev, &mask, 1, TMO_MS);
uint8_t back = 0xFF;
if (e == ESP_OK) {
e = i2c_master_receive(dev, &back, 1, TMO_MS);
if (e == ESP_OK && back != mask) {
printf(" ⚠ mux 回读 0x%02X ≠ 写入 0x%02X\n", back, mask);
}
}
i2c_master_bus_rm_device(dev);
return e;
}
static void pin_levels(const char *when)
{
gpio_config_t in = {
.pin_bit_mask = (1ULL << PIN_SDA) | (1ULL << PIN_SCL) | (1ULL << PIN_HUB_RST_N) | (1ULL << PIN_MUX_RST_N),
.mode = GPIO_MODE_INPUT,
.pull_up_en = GPIO_PULLUP_DISABLE,
.pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,
};
gpio_config(&in);
printf("[%s] 空闲电平（无内部上拉）：SDA=%d SCL=%d HUB_RST#=%d MUX_RST#=%d\n", when,
gpio_get_level(PIN_SDA), gpio_get_level(PIN_SCL), gpio_get_level(PIN_HUB_RST_N),
gpio_get_level(PIN_MUX_RST_N));
}
static void bus_recover(void)
{
gpio_set_direction(PIN_SCL, GPIO_MODE_INPUT_OUTPUT_OD);
for (int i = 0; i < 9 && !gpio_get_level(PIN_SDA); i++) {
gpio_set_level(PIN_SCL, 0);
esp_rom_delay_us(10);
gpio_set_level(PIN_SCL, 1);
esp_rom_delay_us(10);
}
gpio_set_direction(PIN_SCL, GPIO_MODE_INPUT);
printf(" 总线恢复后：SDA=%d SCL=%d\n", gpio_get_level(PIN_SDA), gpio_get_level(PIN_SCL));
}
/* 扫一遍，found[] 里放主干上应答的地址（分支扫描时排除它们）。返回应答个数，-1 = 总线超时。 */
static int scan(uint8_t *found, int maxn, const uint8_t *skip, int nskip, bool branch)
{
int n = 0;
for (uint8_t a = 0x08; a <= 0x77; a++) {
bool sk = false;
for (int i = 0; i < nskip; i++) {
sk |= (skip[i] == a);
}
if (sk) {
continue;
}
esp_err_t e = i2c_master_probe(bus, a, TMO_MS);
if (e == ESP_OK) {
if (n < maxn) {
found[n] = a;
}
n++;
printf(" 0x%02X %s\n", a, branch ? branch_name(a) : main_name(a));
} else if (e == ESP_ERR_TIMEOUT) {
printf(" 0x%02X 总线超时（SCL 被拉住或无上拉）——停止本轮扫描\n", a);
return -1;
}
}
return n;
}
static void identify(uint8_t a, bool branch)
{
uint8_t b[2];
if (a == 0x43 || (branch && a == 0x40)) {
uint16_t mid = 0, did = 0;
if (rd(a, 0xFE, b, 2) == ESP_OK) {
mid = (b[0] << 8) | b[1];
}
if (rd(a, 0xFF, b, 2) == ESP_OK) {
did = (b[0] << 8) | b[1];
}
printf(" INA226@0x%02X 厂商 0x%04X（应 0x5449） 器件 0x%04X（应 0x2260）%s\n", a, mid, did,
(mid == 0x5449 && did == 0x2260) ? " ✓" : " ✗");
if (rd(a, 0x02, b, 2) == ESP_OK) {
printf(" 母线电压 %.3f V\n", ((b[0] << 8) | b[1]) * 1.25e-3);
}
} else if (!branch && (a == 0x22 || a == 0x23)) {
if (rd(a, 0x09, b, 1) == ESP_OK) {
printf(" CH224A 状态 0x09=0x%02X（bit3 PD 握手%s）\n", b[0], (b[0] & 0x08) ? "成功" : "未成功");
}
if (rd(a, 0x50, b, 1) == ESP_OK) {
printf(" 当前档最大电流 0x50=%u ×50mA = %.2f A\n", b[0], b[0] * 0.05);
}
} else if (branch && a == 0x20) {
if (rd(a, 0x00, b, 2) == ESP_OK) {
printf(" PCA9555 输入口 P0=0x%02X P1=0x%02X（只读，未写任何输出）\n", b[0], b[1]);
}
}
}
void app_main(void)
{
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1500)); /* 等 USB 控制台枚举 */
printf("\n==== PhoneRail R2 底板 I2C 扫描 ====\n");
pin_levels("上电");
gpio_set_level(PIN_MUX_RST_N, 1); /* 先定电平再开输出，避免一上来输出 0 把 mux 复位 */
gpio_set_direction(PIN_MUX_RST_N, GPIO_MODE_INPUT_OUTPUT);
if (!gpio_get_level(PIN_SDA)) {
printf(" ⚠ SDA 被拉低，尝试 9 个 SCL 脉冲恢复\n");
bus_recover();
}
i2c_master_bus_config_t bc = {
.i2c_port = 0,
.sda_io_num = PIN_SDA,
.scl_io_num = PIN_SCL,
.clk_source = I2C_CLK_SRC_DEFAULT,
.glitch_ignore_cnt = 7,
.flags.enable_internal_pullup = false, /* 板上 R602/R603 4.7k 上拉 */
};
ESP_ERROR_CHECK(i2c_new_master_bus(&bc, &bus));
for (int round = 1;; round++) {
printf("\n---- 第 %d 轮 ----\n主干（期望 0x22/23 CH224A、0x43 INA226、0x4A/4B DAC、0x70 TCA9548A）：\n", round);
uint8_t main_found[16];
int nm = scan(main_found, 16, NULL, 0, false);
if (nm < 0) {
i2c_master_bus_reset(bus);
} else {
printf(" 主干共 %d 个应答\n", nm);
for (int i = 0; i < nm && i < 16; i++) {
identify(main_found[i], false);
}
bool mux = false;
for (int i = 0; i < nm && i < 16; i++) {
mux |= (main_found[i] == MUX_ADDR);
}
if (!mux) {
printf(" ✗ 0x70 TCA9548A 不应答 —— 刀片分支扫不了\n");
} else {
for (int ch = 0; ch < 8; ch++) {
if (mux_select(1u << ch) != ESP_OK) {
printf(" 通道 %d：选通失败\n", ch);
continue;
}
printf(" 通道 %d%s：\n", ch, ch < 5 ? (const char *[]){"（槽 1）", "（槽 2）", "（槽 3）", "（槽 4）", "（槽 5）"}[ch] : "");
uint8_t bf[16];
int nb = scan(bf, 16, main_found, nm < 16 ? nm : 16, true);
if (nb == 0) {
printf(" （空）\n");
}
for (int i = 0; i < nb && i < 16; i++) {
identify(bf[i], true);
}
if (nb < 0) {
i2c_master_bus_reset(bus);
}
}
mux_select(0);
}
}
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000));
}
}
firmware/tools/i2c_scan/sdkconfig.defaults
+4
查看文件
@@ -0,0 +1,4 @@
CONFIG_IDF_TARGET="esp32s3"
CONFIG_ESPTOOLPY_FLASHSIZE_8MB=y
CONFIG_LOG_DEFAULT_LEVEL_INFO=y
CONFIG_ESP_CONSOLE_SECONDARY_USB_SERIAL_JTAG=y