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【实战经验】STM32F4xxx的I2C总线挂起异常处理

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zero99 发布时间:2017-1-4 17:08
前言
* s- u2 [; \+ t1 Y, \. k9 S客户使用I2C对EEPROM进行读取操作时,正常读取的最后一个字节,主机会传送一个NACK给EEPROM,以便结束该次读取过程,如果主器件给出ACK,而程序又默认结束读取过程,会出现EEPROM认为主机还需要读取数据,但此后SCL的时钟不会给出,将导致I2C总线被挂起占用,此时START,STOP命令将不会再次成功送出信号;本文针对这个异常状况结合实际应用问题给出处理方法。- e" W* F! B* q% Y# _0 P% Z; ^

/ p* l" N: g$ }  {. O% \问题背景/ B2 j- O8 J/ j0 N! P2 ]5 F7 [
在实际应用中,如果使用中断方式或者DMA方式给出I2C的处理机制,在读取最后一个字节需要给出NACK的时候,如果此时延迟或者错误给出了ACK,I2C总线将被EEPROM挂起;该问题已经在客户端出现,但出现随机,很难判定何时出现,但确实是一个应用隐患,因为此时无法通过寄存器发送START,STOP命令;
+ A8 e; z$ E9 d6 M! ]8 }5 o% S' M
& k  @+ g, _7 Y- h: ^  T判断依据/ }2 y" B4 [5 g4 l
为判定是主机(STM32F4xx)给出的ACK,还是从机(EEPROM)拉低ACK,需要加入辅助电路,如下:8 R. W4 P* I% m& P3 f  Q; R1 M, h+ L
51.jpg $ ?# N8 f- o; D8 Q7 f; U( A- N! F
使用示波器探头察看A点电平,如果是EEPROM拉低电平的,则测试点电平为0V,如果是STM32F4xx端给出的ACK,拉低电平的,在A点测试将是大于0电平的一个波形存在;! ?; h# w5 j; ]" `! z
波形分析6 a/ g. s% R/ ~8 x5 W8 T; F+ G% |
正常读取波形
. g3 s. {* h( n! n
52.jpg
+ ^& |5 z- X" r) z6 S. c+ T异常读取波形
8 r  ?% D4 U8 i' ]1 ?! ^8 M
53.jpg 2 U0 N' |6 E9 u4 e
在异常读取波形后,程序给出的起始终止条件将不会被执行;
- J- U% p! I8 W/ F
54.jpg * }, }" W; W1 K! w

* R7 r: ~) P# E. R6 |
3 k8 a4 n( `3 k$ F9 A. p处理方法: g( n% N& S2 J
当出现上述异常时,写I2C外设寄存器方法将不起作用,I/O端口产生不了需要退出的波形,只能通过I/O口强拉效果退出,可以有两种方法进行处理:3 ]; y; @6 L& v7 ~/ r' g
方法一:当出现异常总线占用时,直接复位I2C外设,以及重新初始化I2C端口,I/O口配置为上拉模式的,产生虚拟的STOP波形;此时因为MCU端口的强拉作用,将产生一个类似于STOP的I2C退出效果;
5 X* }* Z$ Y" t- Y4 p/ Z0 P. I9 ]方法二:I/O口配置为上拉模式的,SDA设置为高电平,产生虚拟的SCL波形,产生9个SCL波形,虚拟最后一个字节的读取,以便从机退出异常状态。
3 Y9 J) S- t) `* T) y1 x7 t+ G" h: P& _7 f; n9 J
* [# j: S+ }3 B- k) U
文档下载
, L+ a  Y+ ]+ ^) R6 {
/ @( {4 B/ B+ @/ m3 S# V# Y更多实战经验' K3 m+ q3 B6 r7 l) d3 L
收藏 2 评论5 发布时间:2017-1-4 17:08

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5个回答
jackten 回答时间:2017-1-4 18:06:03
谢谢分享                     
五哥1 回答时间:2017-1-4 22:31:51
图上没有找到A点,楼主换个图吧
andypanfan 回答时间:2017-1-5 09:56:22
讲解比较清楚,,,
迷失的流星 回答时间:2017-2-6 10:26:47
可以先更改IO口模式为普通IO,然后更改IO口电平,再将IO口模式改为IIC
oldfang 回答时间:2019-3-8 17:19:05
最后一步解决方法没有看懂,既然从机拉低了SDA,主机又能怎样拉高电平?
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