STM32的I2C硬件的缺陷具体是什么？

cyradg

看了正点原子的I2C教程，是模拟I2C的，不是使用硬件I2C，我个人有些疑问：
1、对于正点原子的模拟I2C，这个模拟I2C我看不出时钟是多少，如果时钟太快，低速I2C外设是否还能正常工作？
2、看了读写24C02的例子，等待ACK信号也只是使用了IIC_Wait_Ack函数，但是并没有去判断IIC_Wait_Ack函数到底返回了什么，比如没有收到ACK信号如何处理，所以我个人认为使用IIC_Wait_Ack，更多的就是一个延迟，如果实际当中外设真的没有回应ACK，那正点原子后面的代码其实都是没有用的，因为外设没有回应ACK，意味着外设正忙，或者意味着外设出问题了。比如24C512存储是有页写入的概念，当MCU向24C512写入字节数到达一页，就必须向24C512发送页写入命令，24C512页写入要一段时间，一种简单粗暴的方式是延迟一段很长时间，缺点是存储器操作时间长，另一种比较精确的方式就是每隔几百微秒（或更短）向24C512发送一个写入命令，这个时候，判断ACK信号很重要，如果没有回应ACK，说明24C512还在忙，如果很长时间没回应ACK，那说明24C512可能当机了。

那么回到STM32的I2C硬件，它的缺陷到底在哪里？使用I2C标准库有什么问题，有的说会当机，是I2C跑飞了吗？有的说等待ACK信号当机，我看标准库里也没有while死循环等待的代码？有谁能指点下？STM32的I2C硬件看起来参数比较多，不像ATMEL的I2C硬件，就那么几个参数，使用起来也蛮稳定。
最后，谁有STM32的I2C硬件不用标准库，只用寄存器的操作代码？

正点原子

总结来说：
1，不管STM32硬件IIC现在搞定了bug没有，IIC这玩意本身时序就不高，用不用硬件关系不大。
2，软件模拟IIC，任何IO都可以，移植简单，硬件IIC，固定死IO，移植麻烦。


所以，能用软件就软件吧。。。

cyradg

还有正点原子的SCL，SDA输出时是配置成通用推挽输出，网上我看了下是建议配置成开漏输出，我觉得也是配置成开漏输出比较合适。另外，SDA输入时是配置成下拉输入，我觉得是不是配置成浮空输入合适些？因为I2C的SCL，SDA都是要外接上拉电阻的。网上很多说STM32的I2C硬件不好，我也不知道哪里不好，其实ATMEL的I2C硬件我也调试了好久，调试好了也是蛮好用的。

854278507

STM32F103C8T6的硬件IIC我用过，用来驱动SSD1306主控的OLED屏，运行几个小时之后会死机。
改成用IO模拟的IIC，从没死机过。

babyrabbit

https://www.cnblogs.com/cage666/articles/9406226.html
也不知道真假 反正原子哥说模拟好 那就模拟

wklhwkl

cyradg 发表于 2021-11-1 19:30
还有正点原子的SCL，SDA输出时是配置成通用推挽输出，网上我看了下是建议配置成开漏输出，我觉得也是配置成 ...

以前可能出现过硬件IIC有问题，导致丢数据之类的。 但我用的时候 不管是标准库还是HAL库，都未发现这个问题，而且很好用。

狼里个狼121

硬件有专利问题

jermy_z

wklhwkl 发表于 2021-11-2 08:30
以前可能出现过硬件IIC有问题，导致丢数据之类的。 但我用的时候 不管是标准库还是HAL库，都未发现这个问 ...

一传十  十传百  反正这结论就传下来了  也不知道是真是假

也就大多数的人，包括我自己，用ST的都直接上模拟IIC了  

cyradg

jermy_z 发表于 2021-11-2 09:53
一传十  十传百  反正这结论就传下来了  也不知道是真是假

也就大多数的人，包括我自己，用ST的都直接 ...

Proteus模拟都失败了。代码照抄，居然还读不出数据，而且开始I2C之前，模拟I2C总线显示会触发一些异常？


看看ATMEL的Proteus的模拟，I2C收发利落干净。

而且，看来Proteus对STM32真的水土不服，我翻手册看R6，参数是I2C1的引脚就是PB6，PB7，这个和RC是一样的，看看Proteus开启I2C硬件，PB8，PB9居然亮了，我查，不明就里啊，写什么代码都没反应！看来只能上开发板测试了。

jermy_z

cyradg 发表于 2021-11-2 10:35
Proteus模拟都失败了。代码照抄，居然还读不出数据，而且开始I2C之前，模拟I2C总线显示会触发一些异常 ...

找块板子试吧   软件仿真不一定准

cyradg

854278507 发表于 2021-11-1 21:54
STM32F103C8T6的硬件IIC我用过，用来驱动SSD1306主控的OLED屏，运行几个小时之后会死机。
改成用IO模拟的I ...

I2C我觉得最头疼的问题就是处理ACK信号，很多外设，如果没有处理好ACK信号，时序就会乱，一般来讲时序乱了，外设就会响应错误或者不响应，不响应有时就是等待主机（MCU）的一个正确的回应。正点原子的代码中，我没看到判断ACK然后做不同的处理，只是等待ACK，等没等到不知道。深入看IIC_Wait_Ack，里面明确写了等待超时就IIC_Stop，如果真Stop了，后面的代码写的有什么意思，都结束了，还发什么收什么？所以我觉得这样代码不严谨。至于STM32的I2C硬件我目前还不了解，不过我觉得死机，应该就是while等待没有检测超时，死掉了，否则的话，那就是STM32硬件问题了，硬件问题就是大问题了，跑飞了，什么代码都解决不了，我觉得STM32的I2C硬件的“缺陷”还不至于这么严重。
STM32的I2C可能状态很多，我看到很多帖子都是开I2C中断检测不到时序信号，有的说I2C中断被更高级的中断打断了捕获不到信号，其实捕获不到信号如何处理本身就是一个要思考的问题，正点原子的模拟I2C，24CXX的读写代码中，我也没看到如何处理外设是否回应ACK信号的问题，24CXX虽然可以一个个字节写入，其实24CXX还是有页概念的，比如24C02一个页是8个字节的缓存，发送写入字节实际上是写入到缓存，并没有真正写入到EEPROM中，24C02只有接收到Stop信号才会将这8个字节（哪怕你只发了一个字节，只不过是24C02对应的那个内容改变了）写入到EEPROM中，这个写入是要时间的，这个时间是多少具体参考手册。所以当发送Stop后，马上发送Start，如果I2C时钟太快，24C02还忙着写页内容，没有捕获到Start，后面就全乱了。所以24CXX手册严谨的说法是向24CXX发送一个写命令，并等待回应ACK，如果24CXX有回应，说明24CXX空闲，这时候就可以向24CXX进行读写操作了，如果没有回应，还继续写代码发送命令，那就等着抓狂吧。。。所以判断ACK信号是否存在很重要。

cyradg

wklhwkl 发表于 2021-11-2 08:30
以前可能出现过硬件IIC有问题，导致丢数据之类的。 但我用的时候 不管是标准库还是HAL库，都未发现这个问 ...

一下子看不太懂STM32的I2C硬件，想请教下兄弟两个问题，1、STM32的I2C硬件如何发送应答或非应答信号？2、STM32如何判断收到没收到外设的应答信号？

cyradg

说说24CXX的工作模式，不一定正确。以24C02为例，一个页是8个字节，具体过程如下：
1、MCU发送起始信号，这时候I2C总线设备都处于监听状态（在忙着干事的另说）
2、MCU发送设备地址信号，读或写，例如发送0xA0就是对24C02写，相应的地址的外设会回复ACK，但是在忙可不会回应。
3、MCU发送比如在地址3的地方要写入数据，24C02会准备一个8个字节的缓存，将0-7地址的内容读取到缓存，并把数据指针指向缓存地址3，回应ACK
4、MCU发送写入数据，24C02接收到数据并把数据放到缓存地址为3的位置，回应ACK，并且把数据指针指到4。这个写入时间很短，因为并没有实际写到EEPROM中。
5、MCU继续写入数据，这里就有一个很有意思的问题，写到缓存地址7以后，数据指针指到哪里？指到8吗？才不是，而是指到0，这时继续写入数据，先前写入的会被覆盖，这就是页概念。
6、所以写到一页时，就必须Stop了，否则之前的数据会被覆盖，这时要通知24C02把这一页数据写入EEPROM，这时24C02会把8个缓存数据写入到EEPROM，这个时间相对就比较长了，对于24C512，好像一页是256个字节，也就是每Stop一次，24C512就会将256个字节写入EEPROM，这个时间就更长了，这时候就要等，不等就等着抓狂。。。
7、所以Stop以后，就要想办法等待ACK了，因为24CXX很忙，如果Stop后马上Start再写再读，死了。。。。。怎么死的，看以上过程，除非你的I2C时钟够慢，或者延迟时间够长。
这是我对I2C应用的一些看法，就是处理ACK信号很重要，不一定正确，但是我这个方式在ATMEL处理的还是很好的。

所以我觉得对24C02写入数据时，不是每写一个就必须Stop一次，而是保证一次连续写入超过一个页的上界字节后就必须Stop一次，理论上速度更快（代码足够健壮），对EEPROM磨损更少，

阿侑kevin

我一直用的硬件IIC，在底层加了超时重设IIC配置参数，超时了重新启用IIC就完了，没发现什么问题

cyradg

阿侑kevin 发表于 2021-11-2 13:51
我一直用的硬件IIC，在底层加了超时重设IIC配置参数，超时了重新启用IIC就完了，没发现什么问题

STM32很多参考关于I2C比较凌乱，或者说没有一个完整的I2C硬件工作时寄存器如何配置的过程，据说STM32官方指公布了一个标准库的应用范例，吐槽的很多。ATMEL的官方参考是提供了完整的一个范例的文档解释，作为主机或从机，从开始到通信结束，如何开始，如何联系外设Address等每一步所有涉及到的寄存器如何配置，如何发送ACK和NACK，如何判断外设的状态都有说明，其中while(!(TWCR&(1<<TWINT)))就是一个死循环，就是判断外设的回应，ATMEL也强调了这句判断的危险性，就是死循环。
STM32的状态很多，我一下子也没看明白，都是网上零零散散的，官方也没看到完整说明，好像和I2C寄存器的SR1的TIMEOUT,OVR,AF,ARLO,BERR有关，甚至更多，看来调试I2C硬件要开发板+逻辑分析仪了。

阿侑kevin

cyradg 发表于 2021-11-2 15:27
STM32很多参考关于I2C比较凌乱，或者说没有一个完整的I2C硬件工作时寄存器如何配置的过程，据说STM32官方 ...

我是通过官方的IIC+DMA改的，用起来还可以，也没必要深究下去，大家都不讨论STM32的硬件IIC，问就是用模拟

854278507

cyradg 发表于 2021-11-2 11:04
I2C我觉得最头疼的问题就是处理ACK信号，很多外设，如果没有处理好ACK信号，时序就会乱，一般来讲时序乱 ...

这些都好处理，主要软件跟硬件的区别是软件方便移植，硬件速度快，我用来驱动OLED屏，速度不需要很快，软件模拟的够用了。
硬件IIC做主机，不用开中断，直接查询标志位就可以，加个超时处理。
软件模拟还有一个好处，可以做到SDA和SCL自动识别，硬件IIC就不用想了，
如果是做IIC从机，还是要用硬件的，开中断就可以了。
如果用HAL库应该很容易驱动的，就是HAL库太占空间了，编译速度还慢。

cyradg

模拟I2C肯定是要用的，毕竟有这么多在用，所以首先考虑的就要调试好这个代码，调好了有空再调调STM32的I2C硬件，硬件玩不转就有模拟I2C备胎。正点原子的SDA，SCL固定了引脚脚，所以我想改成自己自由配置的那种，只可惜Proteus仿真STM32糟透了，只能上开发板了，正点原子的迷你开发板东西少了些，自己做了些扩展配置，目前弄得是I2C和SPI硬件的典型设备，准备到嘉立创0元白嫖。

wdmvw

这3D图画得挺像的

cyradg

正点原子的下面这个读一个字节的代码不对吧？按道理，读完后，SCL应该为低电平，但是读完是高电平了，然后执行ACK或NACK是又把SCL拉低，这时会产生一个时钟信号，可能会发一位数据出去，不安全吧。

下面是写操作，操作完SCL是低电平，这个状态时安全的。