[STM32F4] STM32的硬件I2C有BUG?

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 楼主| zhang062061 发表于 2021-5-18 16:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    坊间一直流传着一个传说~STM32的硬件I2C设计有BUG,最好不要用,用软件I2C比较靠谱。长久以来,为了不必要的麻烦,我也一直没有用过硬件I2C,主要是软件I2C也比较方便,基本上任意端口都可以用。

    最近画了块板子,正好用到了I2C,就顺便来测试一下硬件I2C是不是真的像有些人说的不好用。

    测试硬件:STM32F407VET6+AT24C64

    测试软件:STM32CubeMX v6.1.1

    HAL库:STM32CubeF4 Firmware Package V1.25.2

    STM32CubeMX配置

    使用STM32CubeMX配置很方便,时钟等基础配置不再详细介绍,直接看I2C配置如下:



    这里的速度模式选择为标准模式,时钟为100K。要求高的可以选择Fast模式,400K时钟。

    配置完成后生成代码。

编写代码

    代码生成后,直接调用读写数据的函数即可:

    HAL_I2C_Mem_Read

    HAL_I2C_Mem_Write

    函数参数可参考代码注释。

    24CXX系列的EEPROM进行写操作时需要注意,跨页写入时,要有一定的延时,否则会写入不成功。不同容量的页大小也不一样。

    另外,24C16以下容量的地址为8位,24C32以上容量的地址为16位,在调用读写函数时需要注意,选择I2C_MEMADD_SIZE_8BIT或者I2C_MEMADD_SIZE_16BIT。测试使用的是24C64,所以选择I2C_MEMADD_SIZE_16BIT。

    为了方便操作,将读写函数再封装一层,将跨页写入的各种情况都考虑到,实现任意地址连续写入。程序如下:

  1. #include "at24c64.h"

  2. #include "i2c.h"





  3. #define AT24CXX_ADDR_READ   0xA1

  4. #define AT24CXX_ADDR_WRITE   0xA0

  5. #define PAGE_SIZE   32

  6. /**

  7. * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]        AT24C64任意地址连续读多个字节数据

  8. * @param        addr —— 读数据的地址(0-65535)

  9. * @param        dat  —— 存放读出数据的地址

  10. * @retval        成功 —— HAL_OK

  11. */

  12. uint8_t At24cxx_Read_Amount_Byte(uint16_t addr, uint8_t* recv_buf, uint16_t size)

  13. {

  14.     return HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_READ, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, recv_buf, size, 0xFFFFFFFF);

  15. }





  16. /**

  17. * @brief        AT24C64任意地址连续写多个字节数据

  18. * @param        addr —— 写数据的地址(0-65535)

  19. * @param        dat  —— 存放写入数据的地址

  20. * @retval        成功 —— HAL_OK

  21. */

  22. uint8_t At24cxx_Write_Amount_Byte(uint16_t addr, uint8_t* dat, uint16_t size)

  23. {

  24.     uint8_t i = 0;

  25.     uint16_t cnt = 0;        //写入字节计数

  26.    

  27.     /* 对于起始地址,有两种情况,分别判断 */

  28.     if(0 == addr % PAGE_SIZE )

  29.     {

  30.         /* 起始地址刚好是页开始地址 */

  31.         

  32.         /* 对于写入的字节数,有两种情况,分别判断 */

  33.         if(size <= PAGE_SIZE)

  34.         {

  35.             //写入的字节数不大于一页,直接写入

  36.             return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, dat, size, 0xFFFFFFFF);

  37.         }

  38.         else

  39.         {

  40.             //写入的字节数大于一页,先将整页循环写入

  41.             for(i = 0;i < size/PAGE_SIZE; i++)

  42.             {

  43.                 HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, &dat[cnt], PAGE_SIZE, 0xFFFFFFFF);

  44.                 HAL_Delay(3);

  45.                 addr += PAGE_SIZE;

  46.                 cnt += PAGE_SIZE;

  47.             }

  48.             //将剩余的字节写入

  49.             return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, &dat[cnt], size - cnt, 0xFFFFFFFF);

  50.         }

  51.     }

  52.     else

  53.     {

  54.         /* 起始地址偏离页开始地址 */

  55.         /* 对于写入的字节数,有两种情况,分别判断 */

  56.         if(size <= (PAGE_SIZE - addr%PAGE_SIZE))

  57.         {

  58.             /* 在该页可以写完 */

  59.             return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, dat, size, 0xFFFFFFFF);

  60.         }

  61.         else

  62.         {

  63.             /* 该页写不完 */

  64.             //先将该页写完

  65.             cnt += PAGE_SIZE - addr%PAGE_SIZE;

  66.             HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, dat, cnt, 0xFFFFFFFF);

  67.             addr += cnt;

  68.             HAL_Delay(3);

  69.             //循环写整页数据

  70.             for(i = 0;i < (size - cnt)/PAGE_SIZE; i++)

  71.             {

  72.                 HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, &dat[cnt], PAGE_SIZE, 0xFFFFFFFF);

  73.                 HAL_Delay(3);

  74.                 addr += PAGE_SIZE;

  75.                 cnt += PAGE_SIZE;

  76.             }

  77.             

  78.             //将剩下的字节写入

  79.             return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, &dat[cnt], size - cnt, 0xFFFFFFFF);

  80.         }            

  81.     }

  82. }

测试结果

    经过测试硬件I2C读写EEPROM正常。没有发现所谓的BUG,当然这只是M4内核的针对EEPROM一种器件的测试,对于其它内核(M3等)和其它I2C器件,还有待验证。

总结

    硬件I2C使用起来比较简单,不需要自己去调节时序,但是只能使用固定的几个引脚。

    软件模拟I2C可以使用任意引脚,针对不同的MCU,移植起来比较方便,但对于不同频率的MCU,时序调节比较麻烦。

    两者各有其优缺点,需要根据实际需求去选择。


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可怜的小弗朗士 发表于 2021-6-10 16:04 | 显示全部楼层
我也测试过,在M0的STM32上面使用硬件并无BUG,但是在M3内核上面不成功
电竞孔乙己 发表于 2021-6-10 16:07 | 显示全部楼层
这个帖子尽然沉了,不应该啊,现在好多人都转软件模拟,这个太好了,我待会试试我的407能否成功
littlelida 发表于 2021-6-10 17:08 | 显示全部楼层
一直都是用IO模拟的,
然后,一直沿用了下来
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