第四篇 STM32F030硬件I2C从设备测试

八度空间

一、准备工程文件

      硬件I2C初始化和寄存器列表相关信息文件

二、建立完成文件之后，开始编写I2C硬件初始化信息，为了速度，I2C初始化和中断操作均使用寄存器操作方式

[mw_shl_code=applescript,true]/**
  *****************************************************************************
  * @name   : 硬件IIC初始化
  *
  * @Brief  : none
  *
  * @Input  : I2Cx:           IIC组
  *           SlaveAdd:       作为从设备时识别地址
  *           F103IIC1_Remap: 针对F103的IIC1是否重映射
  *                           0: 不重映射
  *                           1: 重映射。PB.06 -> PB.08；PB.07 -> PB.09
  *
  * @Output : none
  *
  * @return : none
  *****************************************************************************
**/
void Hard_I2C_Init(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t SlaveAdd, uint32_t Freq_SCL, uint8_t F103IIC1_Remap/* 针对F103的IIC1重映射的 */)
{
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
        uint32_t i2c_temp = 0;
       
        //
        //根据不同的I2C设备进行初始化
        //
        if (I2Cx == I2C1)
        {
                RCC->AHBENR  |= RCC_AHBENR_GPIOBEN;
                RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_I2C1EN;
                //
                //管脚复用
                //
                GPIOB->AFR[0] &= ~(GPIO_AFRL_AFR6 | GPIO_AFRL_AFR7);
                GPIOB->AFR[0] |= (0x01<<(4 * 6)) | (0x01<<(4 * 7));
                //
                //初始化管脚
                //
                GPIOB->MODER   &= ~(GPIO_MODER_MODER6 | GPIO_MODER_MODER7);
                GPIOB->OTYPER  &= ~(GPIO_OTYPER_OT_6 | GPIO_OTYPER_OT_7);
                GPIOB->OSPEEDR &= ~(GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR6 | GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR7);
                GPIOB->UPDR   &= ~(GPIO_PUPDR_PUPDR6 | GPIO_PUPDR_PUPDR7);
               
                GPIOB->MODER   |= (GPIO_MODER_MODER6_1 | GPIO_MODER_MODER7_1);  //复用功能
                GPIOB->OTYPER  |= (GPIO_OTYPER_OT_6 | GPIO_OTYPER_OT_7);
                GPIOB->OSPEEDR |= (GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR6 | GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR7);
//                GPIOB->UPDR   |= (GPIO_PUPDR_PUPDR6_0 | GPIO_PUPDR_PUPDR7_0);
                //
                //复位I2C设备
                //
                RCC->APB1RSTR |= RCC_APB1RSTR_I2C1RST;
                RCC->APB1RSTR &= ~RCC_APB1RSTR_I2C1RST;
        }
        else if (I2Cx == I2C2)
        {
                RCC->AHBENR  |= RCC_AHBENR_GPIOBEN;
                RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_I2C2EN;
                //
                //管脚复用
                //
                GPIOB->AFR[1] &= ~(GPIO_AFRH_AFR10 | GPIO_AFRH_AFR11);
                GPIOB->AFR[1] |= (0x01<<(4 * 2)) | (0x01<<(4 * 3));
                //
                //初始化管脚
                //
                GPIOB->MODER   &= ~(GPIO_MODER_MODER10 | GPIO_MODER_MODER11);
                GPIOB->OTYPER  &= ~(GPIO_OTYPER_OT_10 | GPIO_OTYPER_OT_11);
                GPIOB->OSPEEDR &= ~(GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR10 | GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR11);
                GPIOB->UPDR   &= ~(GPIO_PUPDR_PUPDR10 | GPIO_PUPDR_PUPDR11);
               
                GPIOB->MODER   |= (GPIO_MODER_MODER10_1 | GPIO_MODER_MODER11_1);  //复用功能
                GPIOB->OTYPER  |= (GPIO_OTYPER_OT_10 | GPIO_OTYPER_OT_11);
                GPIOB->OSPEEDR |= (GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR10 | GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR11);
//                GPIOB->UPDR   |= (GPIO_PUPDR_PUPDR10_0 | GPIO_PUPDR_PUPDR11_0);
                //
                //复位I2C设备
                //
                RCC->APB1RSTR |= RCC_APB1RSTR_I2C2RST;
                RCC->APB1RSTR &= ~RCC_APB1RSTR_I2C2RST;
        }
       
        //
        //初始化I2C寄存器
        //
        I2Cx->CR1 &= ~I2C_CR1_PE;  /*!< Disable I2C */
        I2Cx->CR1 &= 0x00CFE0FF;
       
        /*!< 时钟延展功能 */
        #if I2C_NOSTRETCH_EN
        I2Cx->CR1 &= ~I2C_CR1_NOSTRETCH;  /*!< Enable Nostretch */
        #else
        I2Cx->CR1 |= I2C_CR1_NOSTRETCH;  /*!< Disable Nostretch */
        #endif
       
        I2Cx->TIMINGR = 0x50E30000;  /*!< Timing register
                                          standard mode(100KHz) 0x50E30000
                                          fast mode(400KHz) 0x00100000 */
        I2Cx->CR1 |= I2C_CR1_PE;  /*!< Enable I2C */
       
        i2c_temp = 0;
        I2Cx->OAR1 = i2c_temp;
        i2c_temp = (uint32_t)(SlaveAdd & 0x00FF);
        I2Cx->OAR1 |= i2c_temp;  /*!< Slave Address */
        I2Cx->OAR1 |= I2C_OAR1_OA1EN;  /*!< Own Address1 enable */
       
        I2Cx->CR2 &= 0x07FF7FFF;
        I2Cx->CR2 &= ~I2C_CR2_NACK;  /*!< ACK enable */
       
        //
        //事件中断优先级配置
        //
        if (I2Cx == I2C2)
        {
                NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel     = I2C2_IRQn;  /*!< Event IRQn */
        }
        else
        {
                NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel     = I2C1_IRQn;  /*!< Event IRQn */
        }
       
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 0;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd      = ENABLE;
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
       
        //
        //开启中断
        //
        i2c_temp = 0;
        i2c_temp = (I2C_CR1_ERRIE/*!< Error interrupts enable */  |\
                    I2C_CR1_STOPIE/*!< STOP detection Interrupt enable */ |\
                    I2C_CR1_NACKIE/*!< Not acknowledge received Interrupt enable */ |\
                    I2C_CR1_ADDRIE/*!< Address match Interrupt enable (slave only) */ |\
                    I2C_CR1_RXIE/*!< RX Interrupt enable */ |\
                    I2C_CR1_TXIE/*!< TX Interrupt enable */);
        I2Cx->CR1 |= i2c_temp;
}[/mw_shl_code]

      简单，对照数据手册寄存器来操作就行了，不难

三、初始化就完事了，就要一个函数，接下来开始I2C寄存器列表了，定义一个数组

      3.1. uint8_t I2C_REG_TEST[I2C_REG_TEST_SIZE];为了方便移植，使用了宏定义方式

      3.2. 接下来两个函数，是在USMART组件中调用调试的

            [mw_shl_code=applescript,true]/**

  *****************************************************************************
  * @Name   : 获取IIC寄存器数值
  *
  * @Brief  : none
  *
  * @Input  : iicreg: 寄存器地址
  *
  * @Output : none
  *
  * @Return : 对应寄存器的数值
  *****************************************************************************
**/
uint8_t I2C_DeviceGetRegister(uint8_t iicreg)
{
        uint8_t reg = 0, off = 0;
       
        reg = iicreg & 0xF0;
        off = iicreg & 0x0F;
       
        if (reg == I2C_REG_TEST_ADD)
        {
                return I2C_REG_TEST[off];
        }
       
        return 0x00;
}

/**
  *****************************************************************************
  * @Name   : 设置IIC寄存器数值
  *
  * @Brief  : none
  *
  * @Input  : iicreg: 寄存器地址
  *
  * @Output : none
  *
  * @Return : 对应寄存器的数值
  *****************************************************************************
**/
void I2C_DeviceSetRegister(uint8_t iicreg, uint8_t Data)
{
        uint8_t reg = 0, off = 0;
       
        reg = iicreg & 0xF0;
        off = iicreg & 0x0F;
       
        if (reg == I2C_REG_TEST_ADD)
        {
                I2C_REG_TEST[off] = Data;
        }
}[/mw_shl_code]

      3.3. 重头戏来了，就是I2C的中断服务函数了，这里的操作流程仿照EEPROM的操作流程实现的，仅供参考

四、以上准备完毕，开始编写main函数内容了，代码不多

五、编译，下载

六、用另外一块板子编写一个I2C主机读写程序，作为通讯调试用，采用IO模拟方式，硬件也行，省略1万字

七、准备就绪，I2C测试主机这边写入一个数据

八、然后从机这边获取对应的寄存器数据

九、附上逻辑分析仪波形

十、汇总

      10.1. 刚开始是在STM32F302芯片上面实现的

      10.2. ST官方解析在STM32F3上已经解决了STM32F1系列的I2C的bug，从设备在STM32F1系列上也测试过，勉强能用，还是不稳定，STM32F4也试过，和F1一样效果

      10.3. 在看STM32F0的数据手册时，发现I2C寄存器和时序图什么的和F3系列的很像，对照过后，发现几乎一模一样，心想，是不是也可以使用呢，就有了这个帖子了

      10.4. I2C从设备SCL频率不能过高，经过测试，当频率超过230K的时候，出错率直线上升，甚至100%失败

      10.5. I2C作为主机的还没测试，盘友们手上有F0或者F3系列芯片的可以编写例程测试

      10.6. 本帖I2C从设备经过多次的读写操作，相对比较稳定，建议打开I2C的时钟延展功能，关闭好像会出bug，在主机读取操作时，第一个字节会丢弃，F0上试过关闭未出现丢数据现象，建议大伙们还是打开时钟延展功能使用

十一、详细件附件

黑夜之狼

弄一个地址贴，以后更新一篇就往里面补地址

八度空间

黑夜之狼 发表于 2017-10-2 11:46
弄一个地址贴，以后更新一篇就往里面补地址

l6931639

HALдзжжDMADMAжCR1PE λ

l6931639

我用HAL库函数写主从通信，没有发现漏洞，但是必须用中断中断，改成DMA多字节收发时任意一个重启或故障容易出现链接不上，必须重启。DMA中断时出现死机后不能用CR1的PE 位不能释放总线，

l6931639

我用HAL库函数写主从通信，没有发现漏洞，但是必须用中断中断，改成DMA多字节收发时任意一个重启或故障容易出现链接不上，必须重启。DMA中断时出现死机后不能用CR1的PE 位不能释放总线，

八度空间

l6931639 发表于 2017-12-3 18:43
我用HAL库函数写主从通信，没有发现漏洞，但是必须用中断中断，改成DMA多字节收发时任意一个重启或故障容易 ...

没试过DMA，我用着中断没事啊，你是不是什么地方没有配置好导致的，这个仿真找问题比较容易，DMA开了后就等接收或者发送TC标志就可以了，硬件仿真看下什么现象

xyzhu

非常棒

shao15232

我下载到f030c8t6开发板，用iic去写这个从设备没反应

八度空间

shao15232 发表于 2018-11-12 18:25
我下载到f030c8t6开发板，用iic去写这个从设备没反应

管脚什么的要对应上

秋天

顶一下楼主

411772111

顶一下楼主，楼主写过f1的i2c从设备程序吗？

八度空间

411772111 发表于 2019-12-24 15:07
顶一下楼主，楼主写过f1的i2c从设备程序吗？

F1从设备有坑，不好出来

zenghaibo

楼主你好， 我用你的代码，用主机去读没有ACK应答，是怎么回事？

八度空间

zenghaibo 发表于 2020-2-16 16:44
楼主你好， 我用你的代码，用主机去读没有ACK应答，是怎么回事？

是不是线没接对？还是从设备地址错误，抓个波形看看就知道了，逻辑分析仪

狼者001

使用了你的demo，我用主机发送，从设备能够进地址中断，但是我的主机接收不到应答信号

八度空间

狼者001 发表于 2020-4-7 18:20
使用了你的demo，我用主机发送，从设备能够进地址中断，但是我的主机接收不到应答信号

我测试正常喔，逻辑分析仪/示波器抓下波形看下

kiritro

楼主我测试了下你的固件写没问题，但是读怎么都调不出来我想问下读的过程是怎么样的
我这边试了下关闭时钟延展是可以读的，但是打开就没法读了，这是什么原因

八度空间

kiritro 发表于 2020-7-3 16:10
楼主我测试了下你的固件写没问题，但是读怎么都调不出来我想问下读的过程是怎么样的
我这边试了下关闭时钟 ...

不会把，我测试都可以啊，你抓个波形看下，卡死在什么地方，不然猜是解决不了问题的

亦辰

请问下硬件16位接收该怎么改啊

八度空间

亦辰 发表于 2020-11-12 18:38
请问下硬件16位接收该怎么改啊

没试过16位的，估计差不多

1759817440

新手进来学习

SmallBee

试试看1

正点原子

COOL

yfchy886

楼主我把时钟延展打开,为什么主机一直接收不到ACK,关闭了反而正常了