请教I2C超时处理

只看该作者 · 2010-7-12 21:44

目前在调试I2C接口的LED驱动器，每隔16ms进行一次I2C写操作，原先采用V2.0.3驱动库中的查询方式，在无外界干扰时运行正常，一旦有干扰程序陷入I2C死循环中；
看到先前的帖子：
主题：STM32 I2C 封装库（查询方式+29楼中断方式+32楼DMA方式）
https://bbs.21ic.com/icview-108420-4-1.html
综合考虑决定改用中断方式，但直接采用库中函数：
I2C_Comm_MasterWrite();
发现即使在无干扰情况下仍会死机，比原先的查询方式运行效果还差。
不知何故？

只看该作者 · 2010-7-12 21:49

下载帖子中中断方式的代码，发现错误中断处理中只对两种情况进行处理，查阅I2C_SR1的寄存器说明增加了超时错误处理，但调试没发现进入该中断。
还请论坛里的高手指教！
void i2c1_err_isr()
{
if (I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_AF))
{
      if (check_begin)
         I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
      else if (I2C1->SR2 & 0x01)
      {
         I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
         i2c_comm_state = COMM_EXIT;
         PV_flag_1 = 0;
      }

      I2C_ClearFlag(I2C1, I2C_FLAG_AF);
}

if (I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BERR))
{
      if (I2C1->SR2 & 0x01)
      {
         I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
         i2c_comm_state = COMM_EXIT;
         PV_flag_1 = 0;
      }

      I2C_ClearFlag(I2C1, I2C_FLAG_BERR);
}

/*以下超时错误处理代码为自行添加*/
if (I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_TIMEOUT))
{
      //主模式下设置该位，硬件发出停止条件
      I2C1->SR1 |= 0x4000;
      I2C_ClearFlag(I2C1, I2C_FLAG_TIMEOUT);
}
}

只看该作者 · 2010-7-13 09:40

" 发现即使在无干扰情况下仍会死机 "

程序死在哪里，此时I2C的SR1和SR2的值有什么异常么。
另外，lz能够从死的时候的I2C总线上的波形上看到什么异常么。

只看该作者 · 2010-7-13 09:48

由于电路板密度较大，且STM32为BGA封装，I2C接口LED驱动芯片为TQFN，无法测到I2C总线波形；只是仿真运行时有干扰程序会停在I2C函数中各处的WHLIE语句处
SR1、SR2倒是没观测过，我仿真看下。

只看该作者 · 2010-7-13 10:02

另外询问超时时间多少合适？
顺便看了下“STM32 I2C 封装库（查询方式+29楼中断方式+32楼DMA方式）”帖子中查询方式，定义的超时时间大都为(i2c_10clk_us*one_us_unit)*100，以快速模式400KHz的速率算，该值为2.5ms，而我的应用要求是16ms进行一次STM32对I2C器件的写操作，这样的超时时间太长了。
超时时间取值范围多少？如何保证16ms一次的I2C操作的可靠性？

只看该作者 · 2010-7-13 10:15

发生超时一般I2C通信已经出错了。这时返回的错误代码报告给应用层，作应用相关的出错处理。你要做怎样的出错处理，时间持续多长，整个就看用户了。

另外，那个帖子中定义的的超时(i2c_10clk_us*one_us_unit)*100，我记得就是100us，跟当前I2C时钟无关。400Khz还是100Khz，已经包含在i2c_10clk_us这个变量中了，就是10个时钟脉冲占据的时间。（因为正常i2c通信，每字节的收发只需要9个时钟）

还有，我记得帖子里已经没有单纯的while()了，好像都有超时标志在while()的判断条件里了吧。

只看该作者 · 2010-7-13 10:19

本帖最后由 xsq5360 于 2010-7-13 10:20 编辑

仿真运行发现I2C读写出现异常时PV_flag_1 = 3，造成I2C_Comm_MasterWrite直接返回，而状态寄存器SR1、SR2全为0

顺便问下，详细看了下说明文档，还是不明白PV互斥操作是什么意思？有什么用处？

1万 · 2010-7-13 10:25

PV互斥操作在这里是防止函数的重入。

只看该作者 · 2010-7-13 10:39

哇哇哇。。。

PV_flag_1==3表示外设I2C1，正在被它的函数I2C_Comm_MasterWrite/Read()使用，还未结束当前通信，直到本次通信结束，就是stop出现在总线上，给标志PV_flag_1才会被重新回到0。

这个PV_Flag就是相当于O.S中的信用量，用于保证互斥操作。

SR1,SR2全为0，好像是本次通信正常结束了。PV_flag_1似乎在通信结束时没有把它归零？

只看该作者 · 2010-7-13 10:48

多谢香版和lut1lut指点。
互斥操作明白了。
PV_flag在中断服务程序void i2c1_evt_isr()中成功发送后归零，这是帖子提供的库中的源码，我并未修改。既然SR1、SR2为0，那么PV_flag怎么没被清零，而是一直等于3呢？

只看该作者 · 2010-7-13 10:59

本帖最后由 lut1lut 于 2010-7-13 13:45 编辑

LZ可不可以调试一下，缩小范围：

在这个PV_flag_1==3的I2C_Comm_MasterWrite()之前，调用的哪个函数，使得这个PV标志没有归零，以及那个函数的调用参数。并且这个错误是不是每次运行都这样，都死在这同一个地方。

只看该作者 · 2010-7-14 09:10

帖子中改进的查询方式仍有纯while，我现在用查询方式调试，有干扰（电机）时就会造成程序停在这样的while处，于是干脆取消这个处理，判断超时后直接
return DDR_MATCH_ERR;不知这样处理有何不妥？

另外关于超时时间，恕我愚笨，呵呵，在I2C_Comm_Init函数中有如下初始化代码：
/********** SysTick for timeout configuration *****/
  RCC_GetClocksFreq(&rcc_clocks);
  hclk = rcc_clocks.HCLK_Frequency;
  NVIC_SystemHandlerPriorityConfig(SystemHandler_SysTick, 0, 0);
  SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK);
  one_us_unit = hclk/1000000;
  i2c_10clk_us = 1000000*10/I2C_Speed;
我系统时钟为72MHz，那么one_us_unit  = 72，时间为1us
我I2C速率设为400KHz，那么i2c_10clk_us = 25
那么#define BUS_BUSY_TIMEOUT (i2c_10clk_us*one_us_unit)*100的值计算出来换算成时间不是2500us（2.5ms）吗？
还请lut1lut指正！谢谢！
6# lut1lut

只看该作者 · 2010-7-14 10:08

本帖最后由 xsq5360 于 2010-7-14 10:11 编辑

另外有个疑问，利用查询超时方式，假如某次I2C通讯出现错误，比如下图中的“总线忙”，此时观测SR1和SR2，分别为0x401和0x3，指示：
AF应答失败；
起始条件已发送；
主模式；
总线忙；

虽然程序不会死机（不影响其他模块运行），但I2C会一直处于“总线忙”故障状态。
如何使I2C从上一次异常中恢复？

只看该作者 · 2010-7-14 10:51

本帖最后由 lut1lut 于 2010-7-14 11:33 编辑

哇哇哇。。。
第一：关于延迟，是我看错了，恕我眼拙哈
LZ说的是对的，在你这个应用里就是2.5ms。
反正“i2c_10clk_us*one_us_unit”就是要延迟10个I2C时钟脉冲这么长的时间，需要给以72MHz频率free running的systick的reload值。
"i2c_10clk_us*one_us_unit*100"么就是1000个I2C时钟脉冲的时间啦。
我这里的"*100"都是随便写的，"*120","*200"都可以。因为我没有LZ具体应用中什么16ms间隔之类的要求。如果有具体的应用要求，适当修改这个超时的值。

2万 · 2010-7-14 11:04

这类程序俺在行，搜搜俺的I2C思想,何有超时之忧？？？

只看该作者 · 2010-7-14 11:33

本帖最后由 lut1lut 于 2010-7-14 11:59 编辑

第二：那个查询方式中还"残存"的那个while()
I2C_GenerateStop(I2Cx, ENABLE);
while((I2C10>CR1&0x200)==0x200);
第一句，通过软件写bit9@CR1，在总线上发出STOP信号；第二句，等待bit9@CR1被硬件清零。

为什么要加上第二句呢。有客户报告说STOP位在产生了STOP信号后不会被清零。
原因在于：按理说，软件置位了STOP位，一旦STOP信号出现在了总线上，该位应该被硬件自动清零。但是如果这两个事件之间，有一个写CR1的操作，而这个写操作是用读-修改-写的方式。那么读的时候，把还未清零的STOP也读了进来，随后又写了回去。这样STOP位就又被置位了。
总而言之，就是如果软件置位STOP位后有对CR1的写操作，最后要等到STOP位被清零后。

这里，后面是对SR的查询和设置(if(I2C_GetFlagStatus(I2Cx, I2C_FLAG_AF))...)，并且直接返回错误代码，不要这个while()应该应该也可以。但是LZ的代码死在这里，说明STOP位确实没有清掉咯？按照LZ那样直接退出，那个STOP位还在，下次通信时会有问题的，除非手动把它清零。

另外多说一句，怎么会走到这里，是因为干扰使得不满足slave地址匹配的条件么。即I2C——CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_TRANSIMITTER_MODE_SELECTED)？然后在超时处理后，又由于干扰STOP位都不能清零？

我现在对干扰下的STM32 I2C不正常工作的情况很感兴趣呀，LZ多提供点反馈才好。

只看该作者 · 2010-7-14 11:40

hotpower大虾，能不能在这里扼要说下你的I2C思想啊。

这里加上overtime超时，是因为固件库里的无数的while()，如果出现错误，不满足while里严格的条件就死在那里了，因此加上超时，并返回错误原因哪。

只看该作者 · 2010-7-14 11:52

一般来说，查询SR发现有BUSY置位，那么I2C总线上的两个信号线CLK和DATA肯定不是都处于高电平的idle状态。那么这个时候，请参看SWRST@CR1。另外，如果正常通信被意外打断，可能某根信号线被外部的slave拉住没有释放，这种情况可以模拟几个CLK时钟，来让外部释放。

你这个通信之前之前查询是否BUSY是对的，但是此时AF和SB和MSL还处于置位，这个状态有点搞也，应该是上次通信错误退出后没有妥当善后吧。

只看该作者 · 2010-7-14 11:53

hotpower哪？

打一枪就换地方了索？:o

只看该作者 · 2010-7-14 13:13

本帖最后由 xsq5360 于 2010-7-14 13:25 编辑

致16楼：“我现在对干扰下的STM32 I2C不正常工作的情况很感兴趣呀，LZ多提供点反馈才好。”
呵呵，非常感谢lut1lut的无私帮助！我的系统是这样子的，STM32控制六个电机和2路LED,LED驱动芯片是12C接口的，和电机公用5V电源。经测试发现在各电机运动时造成5V电源不稳（输出能力不足），因此影响到LED驱动芯片。
由于该LED驱动芯片非Memory器件，因此没有lut1lut大侠库中I2C_Comm_MasterWrite函数后面的Check处理，此前的代码基本一致，只是修改了延时方式，不做check处理这样会有影响吗？
lut1lut在18楼提到“应该是上次通信错误退出后没有妥当善后吧”，具体怎样善后呢？不都在I2C_Comm_MasterWrite这个函数中针对各种事件进行处理吗？

请教I2C超时处理

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