I2C配置顺序引发的异常案例

前言
        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。

( H5 x& i! G0 T0 C1 n0 M1 x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。
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8 p. Q5 d7 h/ Y7 P! D( I
8 B/ M- ^5 W# H7 L# a  Z2 I+ a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：

/ c: W8 H( @9 x% t      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。
  S2 G( F" r0 A8 N5 K3 t% _$ A5 n1 n      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。

      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。
  F% h; X8 R, v- g  e4 I, {
" Q- i) F* C+ w  ]9 L& D三 解决方法
4 C  f% ?; o' e" b% Z     通过现象及分析，可了解到问题可通过硬件或者软件解决。
- P! |* e, d4 Z8 f2 K$ Y9 S. g     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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, }) R* l8 M5 q9 G) A& ` I2C配置顺序引发的异常案例.pdf (261.25 KB, 下载次数: 142)

2017-5-31 11:05 上传

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' E6 ^0 n; f* n+ X8 C
) w4 u; z' n1 E  {9 z% a更多实战经验

学习了。

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我发现很奇怪的问题，
STM32L053C8T6   
Cubmex 4.23  
' f" O; H! M( o% QL0包 1.10
* d7 m5 h/ {+ L* J% ?# x6 m* Z
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。
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