1、STM32 I2C 難點2012-11-05 15:595359人閱讀評論(1)收藏舉報I2C 總線在所有嵌入式系統中用得極廣, 是一個工業級別的總線, 但由于STM32 是一個32位的MCU, 注定了他的I2C硬件接口將會功能強大, 但同時也會較難于控制,不象8位機,如AVR8位機的TWI(實際完全符合 I2C標準) 那么易用. 以下是我的STM32 I2C硬件接口編程的一些心得體會. 如果你選擇了STM32, 說明了你的項目的需求是比較復雜的,使用EMBEDDED OS 和大量地運用中斷+DMA的編程模型是必然的選擇, 如果你的項目中用STM32,而你用模擬的I2C的話, 說明了兩點: 一

2、是浪費了STM32; 二, 如果你的項目很復雜的話,你會發現在項目的開發后期,好象STM32也比8位機快不了多少, WHY! ,但這不是STM32的問題,而是你沒有最有效地利用上STM32. 很多朋友在搞STM32的I2C接口編程時總是時不時“當在某處”(GOOGLE時你會發現這個問題很普遍), 一些朋友這時就會用軟件來模擬I2C，然后,很快發現和I2C設備能很好地通信了(但當機還是可能隨機出現), 這些朋友于是大罵STM32的I2C硬件接口是個”杯具”(呵呵,我有時也會突然想罵罵,但我知道,99.999%的原因還是自已對于STM32硬件接口的熟悉程度不夠，或者說，是我沒有揚STM32 I2C

3、的長，而總是捉住他的短不發。）。 固然，STM32 I2C硬件接口有設計不完善的地方，例如下面就是我從STM32最新的Errata sheet中總結出的，關于STM32 I2C接口設計上的一些缺陷和如何避開這些缺陷的推薦程序模型：（1）把I2C的中斷優先級提升到最高（2）把發送多于2個字節的發送與接收封裝成利用DMA收發的函數，而把對某I2C設備接收和發送一個字節的函數單獨封裝為一個POLLING （輪詢）函數。（3）在尋址某一I2C DEVICE時要先CHECK I2C BUS 是否BUSY，如果忙，則等待指定時間，如果還是忙就說明I2C BUS 掛了（原因99.9%是由于我們的I2C通信時

4、序并不十分尊守I2C規約，或者我們所封裝的I2C通信模塊沒有加上防守代碼（出錯恢復代碼），這時要調用一個專門的用于通知 I2C BUS上的所有device，讓他們結束當前內部的工作，重新準備好（下雨了，收衣服啦）。如下面的我的I2C模塊的FUN 切片：該函數一定要用在主MCU的啟動模塊上，因為I2C總線在充當Master的MCU啟動時，SDA和SCL有可能組合出剛好符合I2C規約的時序組合，比如一個開始位（START CONDITION），使得I2C BUS 立即當在那里（因為當主MCU真正需要發出一個START CONDITION時，發現I2C BUS 正處于BUS狀態，而根據STM32 手

5、冊的START CONDITION說明可知，一個起始條件將會使得I2C BUS處于BUSY 狀態, 下面的I2C2_Free_Buf fun 的基本用法：(注: I2C2_Free_Bus Fun 應放在線程中，而不是放在上圖中的位置，這樣會觸發并進入一個硬件錯誤處理向量中斷中)提示：摘自STM32 手冊： I2C.SR1.Bit 0 位（SB）- Start bit(Master mode) - Set when a Start condition generated. - Cleared by software by reading the SR1 register followed by

6、 writing the DR register, or by hardware when PE=0.(4) 不要讓I2C工作在88KHz的頻率上，低于或者使用Fast-mode（400KHz）頻率，這是STM32 I2C真正的一個硬件BUG（99.999%機率），但是也是可以編程避免的。（5）Programming the bit NOSTRETCH=0 in the I2C_CR1 register. 這樣也可避免一個STM32 I2C硬件設計的一個小BUG（2。9。5節）（6）大部分的MCU的硬件I2C接口的工作模式是中斷（高端的會用DMA）+狀態機；因此狀態機的編程概念要熟悉（7）ST

7、M32 I2C的硬件接口負責實現滿足I2C總線的的規約，而我們（嵌入式編程開發者）則是通過I2C 控制寄存器和I2C的事件標志組合來啟動狀態機，然后讓狀態機按照由I2C SR1 和SR2所組合志來的事件自動工作，并在發送或接收完成后通過FLAG的方式或信號量的方式通知我們所寫的讀寫函數，操作已經完成，或者在操作中出現了錯誤，如最常見的AF錯誤（device 在第9位上沒有拉低SDA應答Master。）（8）I2C SR1 和SR2的功能分配（這是一個極易忽視的思考死角） 從STM32 手冊的I2C register map 中可以看到， I2C的SR1，主要是反映I2C通信的最基本的標志，要清除SR1的某個標志可以直接清除，而I2C的SR2即是輔助SR1的，他一般反映了I2C總一當前的工作狀態，如BUSY，是主機模式還是從機模式，等