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【请教】关于 PCA9555 芯片 I2C 通讯挂死的奇怪问题

villivateur2021-07-10

本帖最后由 villivateur 于 2021-7-10 17:13 编辑

最近的项目正在使用 STM32F103RC 和 PCA9555 芯片。
PCA9555 芯片的 port0 用于监控一个 4x4 的矩阵键盘（故 GPIO 低四位是输出模式，高四位是输入模式）；port1 用于向外接并口显示屏写数据（故 GPIO 八位均为输出模式）。
STM32（使用 FreeRTOS）通过 I2C 与 9555 通讯（使用了 STM32 的 I2C 控制器，非 GPIO 模拟），400kbps 速率。键盘监听和写显示屏是两个线程，通过信号量保证 I2C 读写不冲突。
问题出现了：程序运行后，I2C 必现 SDA 被拉低挂死，必须重置 PCA9555 才能恢复，但下次启动又会被挂死。
奇怪的现象是，如果我把 PCA9555 port1 的最高位初始化为输入模式，同样的代码，就不会出现任何问题。
同样的，删掉键盘监听线程（或者删掉监听线程里面读 I2C 的部分），也不会挂死；单独删掉显示屏线程，仍然会挂死。

我的代码：
1. 初始化键盘相关：

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void keyboard_gpio_init()

{

    PCA9555_WriteByte(PCA9555_OUTPUT_PORT0, 0x00);

    PCA9555_WriteByte(PCA9555_CONF_PORT0, 0xF0); // port 0 is keyboard

}

2. 初始化显示屏相关：

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void tmf_lcd_gpio_init()

{

    GPIO_InitTypeDef LCD_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(LCD_CLK, ENABLE);

    LCD_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

    LCD_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    LCD_InitStructure.GPIO_Pin = LCD_RS | LCD_RW | LCD_E | LCD_PSB | LCD_RST;



    GPIO_Init(LCD_PORT, &LCD_InitStructure);



    PCA9555_WriteByte(PCA9555_OUTPUT_PORT1, 0x00);

    PCA9555_WriteByte(PCA9555_CONF_PORT1, 0x00); // port 1 is lcd

}

注意，此处如果把最后一行的 0x00 改成 0x80 或者 0xF0 等等，故障均会消失。
3. 键盘监听的部分代码：

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<font color="#F00000"><font color="#000000">static inline uint8_t keyboard_get_col(void)

{

    uint8_t data = 0xff;

    if (PCA9555_ReadByte(PCA9555_INPUT_PORT0, &data) != 0) {

        return 0xff;

    }

    if (data & KEYBOARD_COL0) {

        return 0x00;

    }

    if (data & KEYBOARD_COL1) {

        return 0x01;

    }

    if (data & KEYBOARD_COL2) {

        return 0x02;

    }

    if (data & KEYBOARD_COL3) {

        return 0x03;

    }

    return 0xff;

}



TMF_CMD keyboard_get_pressed(void)

{

    uint8_t col;

    TMF_CMD pressed;

    uint8_t pressed_index;

    uint8_t flag=0; // 四行扫描完成之后 是否有按键

    

    

    if (PCA9555_WriteByte(PCA9555_OUTPUT_PORT0, KEYBOARD_ROW0) != 0) {

        return TMF_CMD_NONE;

    }

    col = keyboard_get_col(); //<font color="#F00000"> 这一行可以成功执行，执行完后就挂死了</font>

    if(col!=0xff){

        pressed_index =  0x00+col;

        flag = 1;

    }

</font></font>

......