STM32I2C難點(diǎn)

1、STM32 I2C 難點(diǎn)2012-11-05 15:595359人閱讀評(píng)論(1)收藏舉報(bào)I2C 總線在所有嵌入式系統(tǒng)中用得極廣, 是一個(gè)工業(yè)級(jí)別的總線, 但由于STM32 是一個(gè)32位的MCU, 注定了他的I2C硬件接口將會(huì)功能強(qiáng)大, 但同時(shí)也會(huì)較難于控制,不象8位機(jī),如AVR8位機(jī)的TWI(實(shí)際完全符合 I2C標(biāo)準(zhǔn)) 那么易用. 以下是我的STM32 I2C硬件接口編程的一些心得體會(huì). 如果你選擇了STM32, 說(shuō)明了你的項(xiàng)目的需求是比較復(fù)雜的,使用EMBEDDED OS 和大量地運(yùn)用中斷+DMA的編程模型是必然的選擇, 如果你的項(xiàng)目中用STM32,而你用模擬的I2C的話, 說(shuō)明了兩點(diǎn): 一

2、是浪費(fèi)了STM32; 二, 如果你的項(xiàng)目很復(fù)雜的話,你會(huì)發(fā)現(xiàn)在項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)后期,好象STM32也比8位機(jī)快不了多少, WHY! ,但這不是STM32的問(wèn)題,而是你沒(méi)有最有效地利用上STM32. 很多朋友在搞STM32的I2C接口編程時(shí)總是時(shí)不時(shí)“當(dāng)在某處”(GOOGLE時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題很普遍), 一些朋友這時(shí)就會(huì)用軟件來(lái)模擬I2C，然后,很快發(fā)現(xiàn)和I2C設(shè)備能很好地通信了(但當(dāng)機(jī)還是可能隨機(jī)出現(xiàn)), 這些朋友于是大罵STM32的I2C硬件接口是個(gè)”杯具”(呵呵,我有時(shí)也會(huì)突然想罵罵,但我知道,99.999%的原因還是自已對(duì)于STM32硬件接口的熟悉程度不夠，或者說(shuō)，是我沒(méi)有揚(yáng)STM32 I2C

3、的長(zhǎng)，而總是捉住他的短不發(fā)。）。 固然，STM32 I2C硬件接口有設(shè)計(jì)不完善的地方，例如下面就是我從STM32最新的Errata sheet中總結(jié)出的，關(guān)于STM32 I2C接口設(shè)計(jì)上的一些缺陷和如何避開(kāi)這些缺陷的推薦程序模型：（1）把I2C的中斷優(yōu)先級(jí)提升到最高（2）把發(fā)送多于2個(gè)字節(jié)的發(fā)送與接收封裝成利用DMA收發(fā)的函數(shù)，而把對(duì)某I2C設(shè)備接收和發(fā)送一個(gè)字節(jié)的函數(shù)單獨(dú)封裝為一個(gè)POLLING （輪詢）函數(shù)。（3）在尋址某一I2C DEVICE時(shí)要先CHECK I2C BUS 是否BUSY，如果忙，則等待指定時(shí)間，如果還是忙就說(shuō)明I2C BUS 掛了（原因99.9%是由于我們的I2C通信時(shí)

4、序并不十分尊守I2C規(guī)約，或者我們所封裝的I2C通信模塊沒(méi)有加上防守代碼（出錯(cuò)恢復(fù)代碼），這時(shí)要調(diào)用一個(gè)專門(mén)的用于通知 I2C BUS上的所有device，讓他們結(jié)束當(dāng)前內(nèi)部的工作，重新準(zhǔn)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(shù)一定要用在主MCU的啟動(dòng)模塊上，因?yàn)镮2C總線在充當(dāng)Master的MCU啟動(dòng)時(shí)，SDA和SCL有可能組合出剛好符合I2C規(guī)約的時(shí)序組合，比如一個(gè)開(kāi)始位（START CONDITION），使得I2C BUS 立即當(dāng)在那里（因?yàn)楫?dāng)主MCU真正需要發(fā)出一個(gè)START CONDITION時(shí)，發(fā)現(xiàn)I2C BUS 正處于BUS狀態(tài)，而根據(jù)STM32 手

5、冊(cè)的START CONDITION說(shuō)明可知，一個(gè)起始條件將會(huì)使得I2C BUS處于BUSY 狀態(tài), 下面的I2C2_Free_Buf fun 的基本用法：(注: I2C2_Free_Bus Fun 應(yīng)放在線程中，而不是放在上圖中的位置，這樣會(huì)觸發(fā)并進(jìn)入一個(gè)硬件錯(cuò)誤處理向量中斷中)提示：摘自STM32 手冊(cè)： 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(gè)硬件BUG（99.999%機(jī)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(gè)STM32 I2C硬件設(shè)計(jì)的一個(gè)小BUG（2。9。5節(jié)）（6）大部分的MCU的硬件I2C接口的工作模式是中斷（高端的會(huì)用DMA）+狀態(tài)機(jī)；因此狀態(tài)機(jī)的編程概念要熟悉（7）ST

7、M32 I2C的硬件接口負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)滿足I2C總線的的規(guī)約，而我們（嵌入式編程開(kāi)發(fā)者）則是通過(guò)I2C 控制寄存器和I2C的事件標(biāo)志組合來(lái)啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)，然后讓狀態(tài)機(jī)按照由I2C SR1 和SR2所組合志來(lái)的事件自動(dòng)工作，并在發(fā)送或接收完成后通過(guò)FLAG的方式或信號(hào)量的方式通知我們所寫(xiě)的讀寫(xiě)函數(shù)，操作已經(jīng)完成，或者在操作中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，如最常見(jiàn)的AF錯(cuò)誤（device 在第9位上沒(méi)有拉低SDA應(yīng)答Master。）（8）I2C SR1 和SR2的功能分配（這是一個(gè)極易忽視的思考死角） 從STM32 手冊(cè)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(biāo)志，要清除SR1的某個(gè)標(biāo)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(dāng)前的工作狀態(tài)，如BUSY，是主機(jī)模式還是從機(jī)模式，等