STM32F767IGTB使用IIC的过程中遇到读超时以及总线忙的问题

yaoyefengling 提问时间：2019-5-29 14:47 /

问答
是否解决:

这两天测试过程中发现读取eeprom偶尔会报错，定位过程发现IIC总线上经常会有时钟总线为低的情况，开始不解，经查阅资料发现这是正常现象，从MCU手册上得知，当移位寄存器里8位数据接收完成后，如果这时接收寄存器里有未取走的数据，那么IIC外设会在本次发送ACK前拉低总线，防止从设备继续回数据导致数据丢失。因此在读取EEPROM的过程中如果被中断或其它线程打断，就会出现这种情况，如果被打断的持续时间超过了一次II2读取的超时时间就会报错。根据这个，修改了每次读取EEPROM的超时时间，再测试发现故障率降低了，但是又偶发过一次，继续定位，突发奇想，如果在一次读取EEPROM的过程中我在读取接收寄存器前加个断点，总线会是什么表现。奇怪的事情发生了，如下图，总线上竟然传回了3个字节的数据，紧跟着写地址读操作后是2个字节的数据，之后时钟总线一直为低，但是过了150ms后总线上竟然又传回一个字节的数据。理论上分析当第一个字节传输完成时接收寄存器为空，数据从移位寄存器送到接收寄存器，紧接着第二字节数据到达，因为此时第一个字节还占着接收寄存器，所以第二个字节存在移位寄存器里，在ACK前时钟总线被IIC外设拉低，现象和手册吻合，但是150MS后总线上又传输了一个字节，这期间MCU一直是停在断点（下图if(I2C_WaitOnFlagUntilTimeout(hi2c, I2C_FLAG_RXNE, RESET, Timeout, tickstart) != HAL_OK)处），于是第一个字节被成功覆盖了，最终第一个字节丢失，其它数据往前窜一个字节，最后一个字节直接超时，因为早在上一次总线就传输完了。设想，如果一次读取EEPROM的过程被打断超过150ms是不是就有可能出现这种错误。

HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Read(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
{
  uint32_t tickstart = 0U;

  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_I2C_MEMADD_SIZE(MemAddSize));

  if(hi2c->State == HAL_I2C_STATE_READY)
  {
if((pData == NULL) || (Size == 0U))
{
   return  HAL_ERROR;
}

/* Process Locked */
__HAL_LOCK(hi2c);

/* Init tickstart for timeout management*/
tickstart = HAL_GetTick();

if(I2C_WaitOnFlagUntilTimeout(hi2c, I2C_FLAG_BUSY, SET, I2C_TIMEOUT_BUSY, tickstart) != HAL_OK)
{
   return HAL_TIMEOUT;
}

hi2c->State    = HAL_I2C_STATE_BUSY_RX;
hi2c->Mode    = HAL_I2C_MODE_MEM;
hi2c->ErrorCode = HAL_I2C_ERROR_NONE;

/* Prepare transfer parameters */
hi2c->pBuffPtr  = pData;
hi2c->XferCount = Size;
hi2c->XferISR = NULL;

/* Send Slave Address and Memory Address */
if(I2C_RequestMemoryRead(hi2c, DevAddress, MemAddress, MemAddSize, Timeout, tickstart) != HAL_OK)
{
   if(hi2c->ErrorCode == HAL_I2C_ERROR_AF)
   {
      /* Process Unlocked */
      __HAL_UNLOCK(hi2c);
      return HAL_ERROR;
   }
   else
   {
      /* Process Unlocked */
      __HAL_UNLOCK(hi2c);
      return HAL_TIMEOUT;
   }
}

/* Send Slave Address */
/* Set NBYTES to write and reload if hi2c->XferCount > MAX_NBYTE_SIZE and generate RESTART */
if(hi2c->XferCount > MAX_NBYTE_SIZE)
{
   hi2c->XferSize = MAX_NBYTE_SIZE;
   I2C_TransferConfig(hi2c, DevAddress, hi2c->XferSize, I2C_RELOAD_MODE, I2C_GENERATE_START_READ);
}
else
{
   hi2c->XferSize = hi2c->XferCount;
   I2C_TransferConfig(hi2c, DevAddress, hi2c->XferSize, I2C_AUTOEND_MODE, I2C_GENERATE_START_READ);
}

do
{
   /* Wait until RXNE flag is set */
   if(I2C_WaitOnFlagUntilTimeout(hi2c, I2C_FLAG_RXNE, RESET, Timeout, tickstart) != HAL_OK)
   {
      return HAL_TIMEOUT;
   }

   /* Read data from RXDR */
   (*hi2c->pBuffPtr++) = hi2c->Instance->RXDR;
   hi2c->XferSize--;
   hi2c->XferCount--;

   if((hi2c->XferSize == 0U) && (hi2c->XferCount != 0U))
   {
      /* Wait until TCR flag is set */
      if(I2C_WaitOnFlagUntilTimeout(hi2c, I2C_FLAG_TCR, RESET, Timeout, tickstart) != HAL_OK)
      {
      return HAL_TIMEOUT;
      }

      if(hi2c->XferCount > MAX_NBYTE_SIZE)
      {
      hi2c->XferSize = MAX_NBYTE_SIZE;
      I2C_TransferConfig(hi2c, DevAddress, hi2c->XferSize, I2C_RELOAD_MODE, I2C_NO_STARTSTOP);
      }
      else
      {
      hi2c->XferSize = hi2c->XferCount;
      I2C_TransferConfig(hi2c, DevAddress, hi2c->XferSize, I2C_AUTOEND_MODE, I2C_NO_STARTSTOP);
      }
   }
}while(hi2c->XferCount > 0U);

/* No need to Check TC flag, with AUTOEND mode the stop is automatically generated */
/* Wait until STOPF flag is reset */
if(I2C_WaitOnSTOPFlagUntilTimeout(hi2c, Timeout, tickstart) != HAL_OK)
{
   if(hi2c->ErrorCode == HAL_I2C_ERROR_AF)
   {
      return HAL_ERROR;
   }
   else
   {
      return HAL_TIMEOUT;
   }
}

/* Clear STOP Flag */
__HAL_I2C_CLEAR_FLAG(hi2c, I2C_FLAG_STOPF);

/* Clear Configuration Register 2 */
I2C_RESET_CR2(hi2c);

hi2c->State = HAL_I2C_STATE_READY;
hi2c->Mode  = HAL_I2C_MODE_NONE;

/* Process Unlocked */
__HAL_UNLOCK(hi2c);

return HAL_OK;
  }
  else
  {
return HAL_BUSY;
  }
}