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【实战经验】I2C配置顺序引发的异常案例

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本帖最后由 香水城 于 2017-8-11 14:17 编辑

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。

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。



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:

      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。
      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。

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。
     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。



对应的PDF:I2C配置顺序引发的异常案例
更多实战经验请看:【ST MCU实战经验汇总贴】

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