I2C配置顺序引发的异常案例

前言
3 |: W3 z& g& v* u        在参考Cube软件包中I2C例程后， 根据应用需要新增了一路I2C接口，结果新增I2C无法收发数据。本文主要对问题进行描述，分析产生原因，提供解决方法。

一 问题描述
       如前言所述，现象表现为I2C无法收发数据。得无法理解之处，在于之前已经完成了I2C的移植工作，并且运行正常。现在遵照正确的方式，新添一路I2C接口，只是更改了对应的I2C接口及引脚，为什么无法收发数据。简化测试程序如下。

4 D0 R) ]' }' L

/ p  o$ K3 J5 G0 u6 p4 L6 y" ^二 现象分析
     将上述程序在STM32F469i-Disco板上实现，复现现象并寻找规律。发现规律如下：
7 H; s' X6 J5 O9 }$ t$ b
/ }9 o1 J; y* F6 Z7 F! ~6 @4 p      分析上表可以发现问题的产生与硬件设计有一定关系。观察发现，如果I2C没有外部上拉时，会导致问题产生。
2 _* i& X) v! i      通过单步调试，定位于HAL_I2C_Master_Transmit()，在这个函数中调用的I2C_WaitOnFlagUntilTimeout()无法执行异常，返回HAL_BUSY，导致了I2C写功能失败。在I2C_WaitOnFlagUntilTimeout函数内部，是对忙标志位BUSY@I2Cx_SR2的检测。通过对参考手册的阅读（如下截图所述），如果在未占用I2C总线时，SDA或SCL引脚存在低电平，则意味着总线处于忙状态。这种检测机制在I2C接口失能时依然工作。

( K2 |, f: d7 S% s) ~      结合程序中调用顺序，在I2C3时钟使能时，虽然I2C3没有使能，但是忙状态检测已经开始。由于对应的SCL引脚上无上拉电阻，并且由于还未对I2C3的SCL引脚进行配置。此时SCL引脚为浮空输入状态，实际测量发现为低电平， BUSY标志被置位。
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三 解决方法
     通过现象及分析，可了解到问题可通过硬件或者软件解决。
6 F) i4 ^( H4 s/ ]" `     硬件上，为SDA、SCL引脚提供外部的I2C上拉电阻，问题不在出现。
     软件上，能够发现对于SCL、SDA引脚配置中，会启用内部上拉。通过将I2C时钟使能放于I2C引脚配置语句后面，问题不再出现。
     需要注意， I2C的SDA、SCL引脚内部上拉电阻，为弱上拉。使用者可以通过对应型号STM32的数据手册，查看对应引脚的上拉电阻，以便判断是否能够满足应用需要。如下为STM32F469 上拉电阻信息截图。
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; n. @- K+ ^% q3 a7 y I2C配置顺序引发的异常案例.pdf (261.25 KB, 下载次数: 136)

2017-5-31 11:05 上传

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* Z0 E8 Y3 y2 e+ u% s  a更多实战经验

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我发现很奇怪的问题，
STM32L053C8T6   
' A0 ]8 p4 G- }7 X1 SCubmex 4.23  
L0包 1.10

% `0 x# N" C  Q3 g新配置Cubmex工程，只生成I2C，MSI 2MHz主频，在低功耗配置，能正常读写I2C设备。

但一打开LCD+RTC+I2C，MSI 2MHz主频，在低功耗配置的情况下，I2C_WaitOnFlagUntilTimeout()返回TimeOUT

没用打开LCD RTC的情况下，用逻辑分析仪可以读出I2C有数据通信。
4 ^  w# G# H- R* _  r一旦打开LCD RTC之后，I2C就没用数据输出了

受教了

这方法，确实可以，但是我们的I2C设计，外面接有上拉电阻，有时候也会出现卡在 I2C_WaitOnFlagUntilTimeout() 这个地方，将I2C时钟放后面测试就没有问题，不知道为什么。。。

学习了

经验之谈，新手多多聆听