STM32f401的硬件I2C

只看该作者 · 2014-7-21 22:06

本帖最后由强仔00001 于 2014-7-22 01:33 编辑

这两个星期都在调试stm32f4的硬件i2c，在这过程中遇到了各种蛋疼的问题，经过参考大量的例程和资料，今天终于把硬件的I2C调通了，我使用定时器3开10ms的中断，然后再10ms的中断里读取GY86的MPU6050和HMC5883L的数据，再经经过4元数法算出3个角。有人说stm32的I2C用起来很难，但其实也不是很难的，我就是直接用官方的库函数实现的。下面来直入主题。

硬件平台 NUCLEO-F401RE

首先是I2C的IO和I2C的配置的配置，这个至关重要，一旦初始化不正确，I2C就会出现各种状况。

下面贴上代码：

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void I2C_Congiguration(void)

{

        /****IO口的配置*******/

        GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; 

  I2C_InitTypeDef  I2C_InitStructure; 

        

        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB | RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);

        

        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,ENABLE);

        

        GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_I2C1);

        GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_I2C1);



        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; //GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; 

        GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; 



        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

        

        

          /* I2C1 的配置 */

        I2C_DeInit(I2C1);

  I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;

 // I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;

 // I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0xd0;

  I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;

  I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;

  I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = I2C_Speed;

  

  /*使能 I2C1 */

  I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);



  /* I2C1 初始化*/

  I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);



        允许1字节1应答模式*/

        I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, ENABLE); 

        

}

        

}

在用stm32F4的库函数前，我要补充一下stm32F1与stm32F4的区别。

第一个，在F 1 里边你可以使用这样的方式配置时钟复用

R C C _ A P B 2 P e r i p h C l o c k C m d( R C C _ A P B 2 P e r i p h _ G P I O A | R C C _ A P B 2 P e r i p h _ G P IO B | R C C _ A P B 2 P e r i p h _ A F I O | R C C _ A P B 2 P e r i p h _ U SA R T 1 , E N A B L E ) ; / /

打开复用时

但是。。。在F 4 里边这个就不管用了。因为F 4 的变了，以前的那些变量不再爱你了。库里边根本就没有了这个变量R C C _ A P B 2 P e r i p h _ A F I O

第二，G P I O 的输入输出模式也变了。这样的用法：G P I O _ I n i t S t r u c t u r e . G P I O _ M o d e = G P I O _M o d e _ I N _ F L O A T I N G ; 。已经不行了。原因同上，

G P I O _ M o d e _ I N _ F L O A T I N G 这种模式已经不存在了。

在F 4 的库里边只有这个模式：G P I O _ M o d e _ A F 。所有使用复用功能的引脚都应设置成这种模式。

这样比F 1 方便多了。你不用考虑这个引脚应该设置成浮空输入还是推挽输出. . . . 因为引脚设置错误基本可以消失。

}

引脚的复用功能要用GPIO_PinAFConfig（）；这个函数了。配置完这些后，就是I2C的协议程序了。代码我就不贴上了，大家就下载附件来看吧。

然后就是定时器的配置；代码如下：

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void TIM_Init()

{        

         TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;



    //Tim_Nvic_Init();



    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);      //    TIM3 clock enable 



 

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 99;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 7199;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

    

    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

    



                 

                TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update, ENABLE);

    

    /* TIM3 enable counter */

    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); 

                TIM_ClearFlag(TIM3,TIM_FLAG_Update); 



}

我这个板子使用外部晶振的，我用的是12M，经过PLL后得出72M的时钟频率。

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void Sysclock_Init()

{

        

  RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON);                      /* 使能HSE                       */

  while ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) == 0);                   /* 等待HSE               */



  RCC->CFGR = RCC_CFGR_SW_HSE;  

        while ((RCC->CFGR & RCC_CFGR_SWS) != RCC_CFGR_SWS_HSE);

        

        FLASH->ACR  = FLASH_ACR_PRFTEN;                           /* Enable Prefetch Buffer            */

  FLASH->ACR |= FLASH_ACR_ICEN;                             /* Instruction cache enable          */

  FLASH->ACR |= FLASH_ACR_DCEN;                             /* Data cache enable                 */

  FLASH->ACR |= FLASH_ACR_LATENCY_5WS;                      

        

        RCC->CFGR |= RCC_CFGR_HPRE_DIV1;                          /* HCLK = SYSCLK                     */

  RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE1_DIV1;                         /* APB1 = HCLK                     */

  RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE2_DIV1;  

        

         RCC->CR &= ~RCC_CR_PLLON; 

        

  RCC->PLLCFGR = ( 20ul                   |                 /* PLL_M =  20                       */

                 (240ul <<  6)            |                 /* PLL_N = 240                       */

                 (  0x0 << 16)            |                 /* PLL_P =   2                       */

                 (RCC_PLLCFGR_PLLSRC_HSE) |                 /* PLL_SRC = HSE                    */

                 (  8ul << 24)             );                     /* PLL_Q = 8

        



        RCC->CR |= RCC_CR_PLLON;                                  /* 使能 PLL                        */

  while((RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0) __NOP();            /* 等待PLL启动           */



  RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_SW;                                /* 选择PLL作为系统时钟*/

  RCC->CFGR |=  RCC_CFGR_SW_PLL;



  while ((RCC->CFGR & RCC_CFGR_SWS) != RCC_CFGR_SWS_PLL);   





}

关于系统时钟的设置可以参考stm32f401参考手册第99页。

计算的公式是： SystemCoreClock = （HSx*（PLL_N/PLL_M））/PLL_P;

如下图：

HSx可以选择外部高速晶振HSE和内部高速震荡器HSI，注意内部的高速震荡器是16M的，这个是经过本人用定时器开PWM算出来是正确的，注意系统时钟不能设得太高，否则就会起不了振的。

顺便说一下PLL_Q是用来给USB等外设的。

这一PLL_N和PLL_M,PLL_Q是有范围的，如手册就表明了范围了。

如果你没有外部晶振，就把上面的HSE全都替换成HSI ，这是你就要注意是按16M来算的了。如果你用多少M的外部晶振，要修改头文件里的HSE_VALUE的数值，头文件是默认25M的，我外部是12M的，所以就改成#define HSE_VALUE ((uint32_t)12000000)；

说了这么多，现在说回时钟的配置吧。

设置完时钟后，就要设置中断的优先级了。

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void Tim_Nvic_Init(void)

{

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    

          NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

        

    /* Enable the TIM3 gloabal Interrupt */

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

当中断多的时候，这里就有很大的学问了，想了解的可以上去百度或google一下。我这里就不多说了。

中断的里的程序：

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void TIM3_IRQHandler(void)

{

        if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update) != RESET)

        {                                

                TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);

                Read_Filter_MPU6050();

                //Read_HMC5883L();

                Get_Attitude();

                //ACC_ANGLE();                

        }

}

关键的主程序部分了

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int main()

{

        

        

        uint8_t counter;

        short value;                

        Sysclock_Init();

        Tim_Nvic_Init();

        delay_init(72);

        I2C_Congiguration();

        MPU6050_Init();

        HMC5883L_Init(); 

        TIM_Init();

        while (1)

        {

        }

                

}