教你如何有效解決I2C配置順序引發(fā)無法收發(fā)數(shù)據(jù)問題

前言

在參考Cube軟件包中I2C例程后， 根據(jù)應用需要新增了一路I2C接口，結(jié)果新增I2C無法收發(fā)數(shù)據(jù)。本文主要對問題進行描述，分析產(chǎn)生原因，提供解決方法。

問題描述

如前言所述，現(xiàn)象表現(xiàn)為I2C無法收發(fā)數(shù)據(jù)。得無法理解之處，在于之前已經(jīng)完成了I2C的移植工作，并且運行正?！，F(xiàn)在遵照正確的方式，新添一路I2C接口，只是更改了對應的I2C接口及引腳，為什么無法收發(fā)數(shù)據(jù)。簡化測試程序如下。

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

/* Enable GPIOTX/RX clock */

I2Cx_SCL_GPIO_CLK_ENABLE();

I2Cx_SDA_GPIO_CLK_ENABLE();

/* Enable I2Cxclock */

I2Cx_CLK_ENABLE();

/*##-2- Configureperipheral GPIO ###########*/

/* I2C TX GPIOpin configuration */

GPIO_InitStruct.Pin= I2Cx_SDA_PIN;

GPIO_InitStruct.Mode= GPIO_MODE_AF_OD;

GPIO_InitStruct.Pull= GPIO_PULLUP;

GPIO_InitStruct.Speed= GPIO_SPEED_HIGH;

GPIO_InitStruct.Alternate= I2Cx_SCL_SDA_AF;

HAL_GPIO_Init(I2Cx_SDA_GPIO_PORT,&GPIO_InitStruct);

GPIO_InitStruct.Pin= I2Cx_SCL_PIN;

HAL_GPIO_Init(I2Cx_SCL_GPIO_PORT,&GPIO_InitStruct);

I2cHandle.Instance= I2Cx;

I2cHandle.Init.ClockSpeed= 100000;

I2cHandle.Init.DutyCycle= I2C_DUTYCYCLE;

I2cHandle.Init.OwnAddress1= 0;

I2cHandle.Init.AddressingMode= I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;

I2cHandle.Init.DualAddressMode= I2C_DUALADDRESS_DISABLE;

I2cHandle.Init.OwnAddress2= 0;

I2cHandle.Init.GeneralCallMode= I2C_GENERALCALL_DISABLE;

I2cHandle.Init.NoStretchMode= I2C_NOSTRETCH_DISABLE;

if(HAL_I2C_Init(&I2cHandle)!= HAL_OK)

{

/* InitializationError */

Error_Handler();

}

while(1)

{

HAL_I2C_Master_Transmit(&I2cHandle,(uint16_t)I2C_ADDRESS,

(uint8_t*)aTxBuffer, TXBUFFERSIZE, 10000);

}

二 現(xiàn)象分析

將上述程序在STM32F469i-Disco板上實現(xiàn)，復現(xiàn)現(xiàn)象并尋找規(guī)律。發(fā)現(xiàn)規(guī)律如下：

分析上表可以發(fā)現(xiàn)問題的產(chǎn)生與硬件設計有一定關(guān)系。觀察發(fā)現(xiàn)，如果I2C沒有外部上拉時，會導致問題產(chǎn)生。

通過單步調(diào)試，定位于HAL_I2C_Master_Transmit()，在這個函數(shù)中調(diào)用的I2C_WaitOnFlagUntilTimeout()無法執(zhí)行異常，返回HAL_BUSY，導致了I2C寫功能失敗。在I2C_WaitOnFlagUntilTimeout函數(shù)內(nèi)部，是對忙標志位BUSY@I2Cx_SR2的檢測。通過對參考手冊的閱讀（如下截圖所述），如果在未占用I2C總線時，SDA或SCL引腳存在低電平，則意味著總線處于忙狀態(tài)。這種檢測機制在I2C接口失能時依然工作。

結(jié)合程序中調(diào)用順序，在I2C3時鐘使能時，雖然I2C3沒有使能，但是忙狀態(tài)檢測已經(jīng)開始。由于對應的SCL引腳上無上拉電阻，并且由于還未對I2C3的SCL引腳進行配置。此時SCL引腳為浮空輸入狀態(tài)，實際測量發(fā)現(xiàn)為低電平，BUSY標志被置位。

三 解決方法

通過現(xiàn)象及分析，可了解到問題可通過硬件或者軟件解決。

硬件方面，為SDA、SCL引腳提供外部的I2C上拉電阻，問題不在出現(xiàn)。

軟件方面，發(fā)現(xiàn)在對SCL、SDA引腳配置時會啟用內(nèi)部上拉。通過將I2C時鐘使能代碼放于I2C引腳配置語句后面，問題也不再出現(xiàn)。

需要注意， I2C的SDA、SCL引腳內(nèi)部上拉電阻，為弱上拉。使用者可以通過對應型號STM32的數(shù)據(jù)手冊，查看對應引腳的上拉電阻，以便判斷是否能夠滿足應用需要。如下為STM32F469上拉電阻信息截圖。

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