淺談STM32L071硬件I2C掛死


STM32的IIC問題一直存在,在網上也被很多人吐槽,然而FAE告訴我,硬件IIC的問題在F1,F3,F4系列單片機存在,而在L0上已經解決了,然而這幾天調試加密芯片和顯示芯片,都是IIC芯片,卻再一次證明,L0系列的IIC一樣存在問題,

FAE告訴我是我的配置問題,故寫這篇文章,如果是我配置問題,希望得到高人指點,再次感激不盡。

配置代碼:

void MX_I2C1_Init(void)
{

  hi2c1.Instance = I2C1;
  hi2c1.Init.Timing = 0x00707CBB;
  hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
  hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
  hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
  hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
  hi2c1.Init.OwnAddress2Masks = I2C_OA2_NOMASK;
  hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
  hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
  if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }

    /**Configure Analogue filter 
    */
  if (HAL_I2CEx_ConfigAnalogFilter(&hi2c1, I2C_ANALOGFILTER_ENABLE) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }

    /**Configure Digital filter 
    */
  if (HAL_I2CEx_ConfigDigitalFilter(&hi2c1, 0) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }

}

void HAL_I2C_MspInit(I2C_HandleTypeDef* i2cHandle)
{
  unsigned char i;
  
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  if(i2cHandle->Instance==I2C1)
  {
      __HAL_RCC_I2C1_CLK_ENABLE();
      __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
      
      /*I2C1 GPIO Configuration    
          PB8     ------> I2C1_SCL
          PB9     ------> I2C1_SDA 
       */
      GPIO_InitStruct.Pin = I2C_SCL_Pin|I2C_SDA_Pin;
      GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;
      GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
      GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
      GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C1;
      HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
  }
}

void HAL_I2C_MspDeInit(I2C_HandleTypeDef* i2cHandle)
{

  if(i2cHandle->Instance==I2C1)
  {
      __HAL_RCC_I2C1_CLK_DISABLE();
      /*I2C1 GPIO Configuration    
          PB8     ------> I2C1_SCL
          PB9     ------> I2C1_SDA 
        */
      HAL_GPIO_DeInit(GPIOB, I2C_SCL_Pin|I2C_SDA_Pin);
  }
} 

現象:程序調用HAL_I2C_Master_Transmit(),如果代碼中有其它中斷,就很容易傳輸失敗:

status = HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, SLAVE_IIC_ADDR, i2c_data, 2, 2)
error_status = HAL_I2C_GetState(&hi2c1); printf("err1:%02x -- err2:%02x\r\n",status,error_status);

查看到的是status基本就是HAL_BUSY,error_status基本就是HAL_I2C_STATE_BUSY_TX,用邏輯分析儀查看I2C,即使重新調用HAL_I2C_Master_Transmit(),也沒看到有波形出來,用萬用表量出來SDA是高電平,SCL是低電平。

在網上搜索STM32硬件I2C鎖死,能搜到幾篇有參考性的文章,其中下面這篇參考性意義很大,在此非常感謝:

http://blog.csdn.net/dldw8816/article/details/51579781

由於芯片不一樣,所以方法也不一樣,但思路是一樣的,我貼上我的解決方法:

查看datasheet上寄存器的描述,清零PE,就可以清除I2C的所有錯誤狀態。

void HAL_I2C_MspInit(I2C_HandleTypeDef* i2cHandle)
{
  unsigned char i;
  
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  if(i2cHandle->Instance==I2C1)
  {
      __HAL_RCC_I2C1_CLK_ENABLE();
      __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

 GPIO_InitStruct.Pin = I2C_SCL_Pin|I2C_SDA_Pin;
      GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
      GPIO_InitStruct.Pull  = GPIO_NOPULL;
      GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
      HAL_GPIO_Init(I2C_SCL_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

      HAL_GPIO_WritePin(I2C_SCL_GPIO_Port, I2C_SCL_Pin, GPIO_PIN_SET);
      HAL_GPIO_WritePin(I2C_SDA_GPIO_Port, I2C_SDA_Pin, GPIO_PIN_SET);   /*force to release I2C bus*/

      __HAL_I2C_DISABLE(i2cHandle);
      for(i=0;i<100;i++);              /*delay awhile*/  
      __HAL_I2C_ENABLE(i2cHandle);
      
      /*I2C1 GPIO Configuration    
          PB8     ------> I2C1_SCL
          PB9     ------> I2C1_SDA 
       */
      GPIO_InitStruct.Pin = I2C_SCL_Pin|I2C_SDA_Pin;
      GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;
      GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
      GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
      GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C1;
      HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
  }
}
void I2C_Reset(void)
{
    HAL_I2C_MspDeInit(&hi2c1);
    HAL_I2C_MspInit(&hi2c1);
}

如果單單這么做,然后在I2C傳輸返回值不是HAL_OK的時候調用I2C_Reset,也不能解決問題,仍然返回HAL_BUSY,於是查看發送源碼,發現STM32的庫函數里面軟件實現了一個狀態機,需要將這個狀態機恢復到初始狀態,代碼如下:

        do{
             status = HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, SLAVE_IIC_ADDR, i2c_data, 2, 2);
             if(status != HAL_OK)
             {
                 I2C_Reset();
#if 1             
                 error_status = HAL_I2C_GetState(&hi2c1);
                 printf("err1:%02x -- err2:%02x\r\n",status,error_status);
#endif
                 __HAL_I2C_CLEAR_FLAG(&hi2c1, I2C_FLAG_STOPF); /* Clear STOP Flag */
                 I2C_RESET_CR2(&hi2c1);                        /* Clear Configuration Register 2 */
                 hi2c1.State = HAL_I2C_STATE_READY;
                 hi2c1.Mode  = HAL_I2C_MODE_NONE;
                 __HAL_UNLOCK(&hi2c1);                              /* Process Unlocked */
             }
             
        }while(status != HAL_OK);

這樣測下來I2C發生錯誤之后,就可以重新初始化總線了,測試了一上午,查看串口打印出來的log,能看到printf("err1:%02x -- err2:%02x\r\n",status,error_status);這條消息,但我的代碼可以修復I2C。

下面兩篇文章,一篇是ST官方的解決方案,一篇是網上沒有署名的大神寫的文檔,再次非常感謝!

STM32-I2C-接口進入-Busy-狀態不能退出.pdf

解決STM32-I2C接口死鎖在BUSY狀態的問題.pdf

 


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