STM32 IIC总线的讨论硬件模拟

BeautifulFeet · 发表于 2019-8-24 19:40:23

最近刚学习IIC，买的STM32H7，觉得IIC设计十分不合理，速度很慢而且还很多芯片用的IIC（MPU9250，EEPROM等，触摸屏）。现在书里还在用IO模拟IIC，那一堆延时觉得很可怕，一个400MHz的CPU模拟IIC占用了大量时间，现在芯片速度越来越快，难道死磕模拟IIC吗？网上说STM32 IIC有硬件BUG，但是书里写的太草率了。
假设一条指令5ns，模拟IIC一次发送延时68us，一次发送延时相当于CPU执行13600条指令，对于实时系统来说这种延时也很长了。
以前的STM32F1到无所谓，CPU本来就慢，延时68us也无所谓，但高速CPU延时太浪费了。
应该设计一种缓冲机制，CPU将数据写入缓冲区，由硬件按照IIC协议发送，这样不会让CPU死循环。

zhouxb · 发表于 2019-8-30 15:37:07

赞！！！！！！！！！！！！

BeautifulFeet · 发表于 2019-9-1 09:56:27

硬件IIC已经测试通过了，很好用，不需要还用延时模拟时序，直接让硬件自己去发送，方便多了。
经过测试，硬件IIC并无BUG，可能之前有，新的芯片修复了。

结论：可以大胆用硬件IIC，很方便，很稳定（并不像书中写的不稳定）。测试了读写上万次EEPROM与10分钟写PCF8574 IO扩展，程序都正常。

测试程序代码：

uint32_t I2C_EE_ByteWrite(uint8_t *pBuffer, uint8_t WriteAddr, uint8_t NumByteToWrite)
{
HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;

status = HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, 0XA0, (uint16_t)WriteAddr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, pBuffer, NumByteToWrite, 100);

/* Check the communication status */
if(status != HAL_OK)
{
/* Execute user timeout callback */
}
while (HAL_I2C_GetState(&hi2c2) != HAL_I2C_STATE_READY)
{

}

/* Check if the EEPROM is ready for a new operation */
while (HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c2, 0XA0, 300, 300) == HAL_TIMEOUT);

/* Wait for the end of the transfer */
while (HAL_I2C_GetState(&hi2c2) != HAL_I2C_STATE_READY)
{

}
return status;
}

uint32_t I2C_IOE_ByteWrite(uint8_t dat)
{
HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;

status = HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c2, 0x40, &dat, 1, 100);
while (HAL_I2C_GetState(&hi2c2) != HAL_I2C_STATE_READY)
{

}
return status;
}

uint8_t I2C_IOE_ByteRead(void)
{
uint8_t dat;
HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c2, 0x40, &dat, 1, 100);
while (HAL_I2C_GetState(&hi2c2) != HAL_I2C_STATE_READY)
{

}
return dat;
}

uint32_t I2C_EE_BufferRead(uint8_t* pBuffer, uint8_t ReadAddr, uint16_t NumByteToRead)
{
HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;

status = HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2,0XA0,ReadAddr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, (uint8_t *)pBuffer, NumByteToRead,10);

return status;
}

模拟IIC需要关闭中断保证时序，硬件IIC时序由硬件生产，CPU可以相应中断，当然，更好的方法中断模式IIC，可以完全让CPU无等待，极大提高系统性能。