STM32的IO模拟I2C主机，硬件I2C从机

stayhungry · 发表于 2016-10-4 19:08:49

本帖最后由 stayhungry 于 2016-10-10 15:27 编辑

这几天做的一个项目，需要用到两块STM32之间的I2C通讯。
网上查了一堆，大多数只有STM32作主机操作FLASH什么的（软件模拟和硬件都有，不过硬件作主机有人说BUG，我没深入研究），很少有用STM32作为从机，所以在做的时候也遇到一些问题。这里我就分享一下，STM32主机用IO模拟I2C，从机使用STM32本身的硬件I2C的一些见解。

PS:我是用原子的最简模板和I2C驱动（有一些小改动），做了两个工程，在附件里面，跑系统也能用。读从机和写从机功能都写了，大家可以通过用/**/注释来进行选择。
例如：主机程序中的“read”段对应从机程序中的“1”段，主机程序中的“write”段对应从机程序中“0”段。

有什么想不清楚的就读一下这个地方：

主机读从机，从机需要发送数据：

1、通过一字节地址（7位地址+1位R/W）控制读从机还是写从机，STM32在这个地方遵循标准I2C协议。

2、STM32能够识别NACK和ACK（网上有的说不能识别NACK，然后什么需要加发一个无用数据什么的，我没遇到这种问题）。
在收到NACK后，是不能响应STOP指令的，STM32F10X参考手册说的（经过自己验证的确如此）,所以用户使用STM32作从机时候自己写的协议与标准I2C协议有出入，因为I2C标准协议是收到NACK后，等待主机再发送一个STOP指令结束通信。

解决办法：
      (1)从机收到NACK后，硬件会自动关闭这次的通信，所以可以减少等待STOP指令这一步骤（因为已经自动结束这次通信了，所以不需要STOP也不会响应STOP）。

      (2)主机不发送NACK，只发送ACK，主机收完最后一个数据后，直接发送STOP指令，强行中断通信，启动新一次通信。
      (3)只发送ACK，发完之后，直接重新初始化从机硬件I2C，启动一次全新的通信。

经实验验证，第1种方法更加简单，而且稳定，若是出现传输数据错误，很有可能是因为没接外部上拉。第3种也非常稳定，就是这样配置感觉非常不合理。

3、STM32从机的发送时序是主机控制的（经过验证）
STM32F10X参考手册上对DR寄存器的描述是，当给从机发送器DR赋值时，从机发送器"自动启动数据传输"，让人误以为从机获得了数据总线的控制权和时钟线控制权，自主发送，违背了I2C标准协议。而实际现象是给从机发送器DR赋值之后，从机进入“准备状态”，仍然在等待主机的时钟，主机每给一个时钟，从机发送一次数据。（我是通过更改IIC_Read_Byte里面的时钟脉冲时间来验证的）。

4、在主机发送完地址给从机之后，必须delay一段时间，因为从机处理地址（R/W）位时候需要时间（我是从网上看到的说法，忘记在哪了，实测不加delay会崩）。

5、每次主机读取一字节数据时候，必须delay一段时间，delay时间的长短取决于从机发送数据之后需要做多少东西，遵循主机在读取下一个字节数据时候，从机必须处于在while( !I2C_CheckEvent(I2C1,I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_TRANSMITTED ));里面。否则，传输数据出错。

主机写从机，从机需要接收数据：

1、每次主机写一字节数据时候，必须delay一段时间，delay时间的长短取决于从机接收数据之后需要做多少东西，遵循主机在写下一个字节数据时候，从机必须处于在while( !I2C_CheckEvent(I2C1,I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_RECEIVED ));里面。否则，传输数据出错。

追更：当使用硬件I2C的时候，记得使用外部上拉，记得使用外部上拉，记得使用外部上拉。

上面都是些个人见解和心得，如有错误地方还望指出，同时想问一个问题。
在开发中，经常会遇到参考手册和数据手册没有说明的问题，然后之前有见到一些前辈会参考一些官方英文手册，部分内容有类似于对一个寄存器的某个标志位有更加深入的解释，这种类型的手册叫什么东西？我应该在官网的哪些地方能找到呢？