STM32F103 硬件IIC彻底解决busy死锁+超时返回+无需中断最高优先级和DMA

顾飞华 2020-04-17 11:56:23
直接操作寄存器，彻底解决了上述问题，亲测有效。


#include "IIC_2.h"
#include "DELAY.h"
///*********************************************************************

**********************************
//解决busy死锁问题--但是注意--这里没有超时机制-等于不能保证多主机处理稳

定性
//**********************************************************************

**********************************/
void IS_BUSY(void)
{
u8 i;
while((I2C2->SR2&(1<<1))!=0)//总线忙BUSY!=0就在这里循环等待

{
RCC->APB2ENR|=1<<3; //PORTB时钟使能
//这里只针对IIC2引脚初始化
GPIOB->CRH&=0XFFFF00FF;
GPIOB->CRH|=0X00007700;//PB10-SCK PB11-SDA IO开漏输出0X77
for(i=0;i<10;i++)
{
PBout(10)=~PBout(10);//解决BUSY死锁问题
delay_us(20);
}

PCout(13)=~PCout(13);//led闪起来
IIC_init();

}



}


void IIC_init(void)
{

RCC->APB1ENR|=1<<22; //硬件IIC2的时钟使能
//注意！！AFIO时钟无所谓开启，只有操作

AF(复用功能)的IO重新映射，AFIO时钟才需要开启，并非属于普通IO时钟管理。
RCC->APB2ENR|=1<<3; //PORTB时钟使能
//这里只针对IIC2引脚初始化
GPIOB->CRH&=0XFFFF00FF;
GPIOB->CRH|=0X0000FF00;//PB10-SCK PB11-SDA 全部需要开漏复用输出

0XF

//以下是IIC2的寄存器配置

RCC->APB1RSTR|=1<<22; //复位IIC2寄存器
RCC->APB1RSTR&=~(1<<22);//停止复位IIC2寄存器


I2C2->CR1|=1<<15;//复位IIC2
I2C2->CR1&=~(1<<15);
delay_us(5);

I2C2->CR1&=~(1<<1);//bit-1位 0：I2C模式 1:SMBus模式---配置为IIC模

式。
I2C2->CR1|=1<<10; //bit-10位 0：无应答返回 1:接受到一个字节后返

回一个应答（匹配的地址或数据）

//I2C2->CR2|=1<<10;//bit-10位 ---缓冲器中断使能
//I2C2->CR2|=1<<9;//bit-9位 ---事件中断使能
I2C2->CR2|=1<<8;//bit-8位 ---出错中断使能
I2C2->CR2|=0x24;//bit-5：0位 ---配置为输入时钟36M。

I2C2->OAR1&=~(1<<15);//bit-15位 0：7位从地址 1:10位从地址---

配置为7位从地址。
I2C2->OAR1|=1<<14; //bit-14位 ---要求必须软件保持‘1’
I2C2->OAR1|=0x00; //bit-7:1位 ---7位从模式地址设为0X00-接收

主机信号使用

I2C2->OAR2&=~(1);//bit-0位 0：7位地址模式只识别OAR1 1:7位地址

模式下识别OAR1-2双地址--7位地址模式只识别OAR1。

I2C2->CCR|=1<<15; //bit-15位 ---配置为快速模式的IIC 400kHZ-

所有配置寄存器最好在CR1中的PE使能位关闭的情况设置。
I2C2->CCR&=~(1<<14);//bit-14位 ---快速模式时的占空比设置为2：1
I2C2->CCR|=0x1F; //bit-11：0位 ---配置为快速模式的IIC CCR为

0x1F=31，2*31*27ns+1*31*27ns=2511ns一个周期，398.24771kHZ 无法达到400khz

I2C2->TRISE=0xC; //bit-5：0位 ---配置最大上升时间为324ns


///************** IIC2 NVIC 中断优先级配置*************************/

//使能错误中断

NVIC_Init(0,0,I2C2_ER_IRQn,2);//组2，最高先级-分组不能变

I2C2->CR1|=1; //bit-0位--所有配置寄存器配置妥当后开启PE位---使能IIC2

delay_us(5);

}

#define TimeOut 1000

void I2C_SingleWrite(uint8_t address, uint8_t subAddress, uint8_t data)
{
u16 SR2_STATE=0,i=0;

IS_BUSY();

I2C2->CR1|=1<<8; //产生起始条件 START=1;
i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0001))!=0x0001){if(i==0){I2C2->CR1|

=1<<9;return;}else i--;}//SB=1 起始条件已发--读取SR1+写DR可清

除。//IIC_Start();

I2C2->DR=((address<<1)|0);

//IIC_Send_Byte((address<<1)|0);//发送器件地址+写命令

i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0002))!=0x0002){if(i==0){I2C2-

>CR1|=1<<9;return;}else i--;}//等待地址发送成功。ADDR=1代表地址发送成功,

收到从机发出的接收地址完成ACK后置位1//IIC_Wait_Ack(); //等待应答


SR2_STATE=I2C2->SR2;//已读SR1-再读-SR2清除ADDR。
SR2_STATE=SR2_STATE;
/*注意，手册说在发送地址阶段不会设置TxE,所以这里TxE=0，不要通过

判断TxE=1来确定收到ACK*/

I2C2->DR=subAddress; //发出第一个DATA,这时候一写入DR马上进入移

位寄存器，TxE还是为1 //IIC_Send_Byte(subAddress); //写寄存器地址-

DATA1

i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0080))!=0x0080){if(i==0){I2C2->CR1|

=1<<9;return;}else i--;}//这里等待TxE=1是为了判断DR是否为空。

//IIC_Wait_Ack(); //等待应答

I2C2->DR=data;//发送数据--如果不行就考虑连续写2次DR测试下。

i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0084))!=0x0084){if(i==0){I2C2->CR1|

=1<<9;return;}else i--;} //TxE=1且BTF=1 数据寄存器空--移位寄存器已经排空

//IIC_Wait_Ack(); //等待应答

I2C2->CR1|=1<<9; // 产生停止条件 STOP=1;

}


void I2C_MultipleRead(uint8_t address, uint8_t subAddress, uint8_t *

pBuf, uint8_t len)
{
u16 SR2_STATE=0,i=0;

IS_BUSY();

I2C2->CR1|=1<<8; //产生起始条件 START=1;
i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0001))!=0x0001){if(i==0){I2C2-

>CR1|=1<<9;return;}else i--;}//SB=1 起始条件已发--读取SR1+写DR可清

除。//IIC_Start();

I2C2->DR=((address<<1)|0);

//IIC_Send_Byte((address<<1)|0);//发送器件地址+写命令

i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0002))!=0x0002){if(i==0){I2C2-

>CR1|=1<<9;return;}else i--;}//等待地址发送成功。ADDR=1代表地址发送成功,

收到从机发出的接收地址完成ACK后置位1//IIC_Wait_Ack(); //等待应答


SR2_STATE=I2C2->SR2;//已读SR1-再读-SR2清除ADDR。
SR2_STATE=SR2_STATE;
/*注意，手册说在发送地址阶段不会设置TxE,所以这里TxE=0，不要通过

判断TxE=1来确定收到ACK*/

I2C2->DR=subAddress; //发出第一个DATA,这时候一写入DR马上进入移

位寄存器，TxE还是为1 //IIC_Send_Byte(subAddress); //写寄存器地址-

DATA1

i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0084))!=0x0084){if(i==0){I2C2-

>CR1|=1<<9;return;}else i--;} //TxE=1且BTF=1 数据寄存器空--移位寄存器已

经排空 //IIC_Wait_Ack(); //等待应答


/*RESTART-中间插入重开始信号-手册只说10位地址有效-存在错误*/


I2C2->CR1|=1<<8; //重开始信号-起始条件 START=1;
i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0001))!=0x0001){if(i==0){I2C2-

>CR1|=1<<9;return;}else i--;}//SB=1 起始条件已发--读取SR1+写DR可清

除。//IIC_Start();

I2C2->DR=((address<<1)|1);//发送器件地址+读命令

I2C2->CR1|=1<<10;//开启应答-------->>
i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0002))!=0x0002){if(i==0){I2C2-

>CR1|=1<<9;return;}else i--;}//等待地址发送成功。ADDR=1代表地址发送成功,

收到从机发出的接收地址完成ACK后置位1//IIC_Wait_Ack(); //等待应答


SR2_STATE=I2C2->SR2;//已读SR1-再读-SR2清除ADDR-代表收到地址ACK


while(len)
{
if(len==1)

{
I2C2->CR1&=~(1<<10);//NACK

I2C2->CR1|=1<<9; // 请求产生停止条件

STOP=1,注意位置-手册所需要当前字节传输完成ACK之前----执行停止请求后不要

设置CR1---->>

i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0040))!

=0x0040){if(i==0){I2C2->CR1|=1<<9;return;}else i--;}// RxNE=1 数据寄存器

接收到数据

*pBuf=I2C2->DR;//读数据,发送nACK

}

else
{

i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0040))!

=0x0040){if(i==0){I2C2->CR1|=1<<9;return;}else i--;}// RxNE=1 数据寄存器

接收到数据

*pBuf=I2C2->DR; //读数据,发送ACK

}

len--;
pBuf++;
}


}

void I2C_MultipleWrite(uint8_t address, uint8_t subAddress, uint8_t *

pBuf, uint8_t len)
{
u16 SR2_STATE=0,i=0;

IS_BUSY();

I2C2->CR1|=1<<8; //产生起始条件 START=1;
i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0001))!=0x0001){if(i==0){I2C2-

>CR1|=1<<9;return;}else i--;}//SB=1 起始条件已发--读取SR1+写DR可清

除。//IIC_Start();

I2C2->DR=((address<<1)|0);

//IIC_Send_Byte((address<<1)|0);//发送器件地址+写命令

i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0002))!=0x0002){if(i==0){I2C2-

>CR1|=1<<9;return;}else i--;}//等待地址发送成功。ADDR=1代表地址发送成功,

收到从机发出的接收地址完成ACK后置位1//IIC_Wait_Ack(); //等待应答


SR2_STATE=I2C2->SR2;//已读SR1-再读-SR2清除ADDR。
SR2_STATE=SR2_STATE;
/*注意，手册说在发送地址阶段不会设置TxE,所以这里TxE=0，不要通过

判断TxE=1来确定收到ACK*/

I2C2->DR=subAddress; //发出第一个DATA,这时候一写入DR马上进入移

位寄存器，TxE还是为1 //IIC_Send_Byte(subAddress); //写寄存器地址-

DATA1

i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0080))!=0x0080){if(i==0){I2C2->CR1|

=1<<9;return;}else i--;}//这里等待TxE=1是为了判断DR是否为空。

//IIC_Wait_Ack(); //等待应答


while(len)
{
if(len==1)

{
I2C2->DR=*pBuf;//发送最后一个Buf的数据

i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0084))!=0x0084){if(i==0){I2C2-

>CR1|=1<<9;return;}else i--;} //TxE=1且BTF=1 数据寄存器空--移位寄存器已

经排空 //IIC_Wait_Ack(); //等待应答

I2C2->CR1|=1<<9; // 请求产生停止条件

STOP=1--执行停止请求后不要设置CR1---->>

}

else
{

I2C2->DR=*pBuf;//发送buff的数据

i=TimeOut;while((I2C2->SR1&(0x0080))!=0x0080)

{if(i==0){I2C2->CR1|=1<<9;return;}else i--;}//这里等待TxE=1是为了判断DR

是否为空。 //IIC_Wait_Ack(); //等待应答

}

len--;

pBuf++;
}


}
///*********************************************************************

**********************************
//** 函数名称: I2C1_ER_IRQHandler
//** 功能描述: I2C错误中断服务
//** 返 回: 无
//**********************************************************************

**********************************/
void I2C2_ER_IRQHandler(void)
{
u8 i;

RCC->APB2ENR|=1<<3; //PORTB时钟使能
//这里只针对IIC2引脚初始化
GPIOB->CRH&=0XFFFF00FF;
GPIOB->CRH|=0X00007700;
for(i=0;i<10;i++)
{
PBout(10)=~PBout(10);//解决BUSY死锁问题
delay_us(20);
}

PCout(13)=~PCout(13);//led闪起来
delay_ms(200);
IIC_init();

I2C2->SR1&=0x00FF;//软件写0清除
}



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gjjdbh 2022-01-24
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楼主太强了，一直找不到解决的方法，现在终于解决了，但是对PBout(10)=~PBout(10);//解决BUSY死锁问题，有点疑惑，为什么要翻转电平，不能直接拉高呢？我直接拉高好像确实不行。

顾飞华 2023-03-09
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@gjjdbh 翻转电平是模拟时钟脉冲来让堵塞的数据排出
顾飞华 2020-04-22
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引用 5 楼 lr2131 的回复：
STM32的IIC固件bug有没有解决？
其实没有什么bug，只是要严格按照手册处理，比较难用而已，可以等价于模拟iic的硬件实现，需要用户自己考虑问题出现时的解决方案。目前碰到的busy锁死以及while循环都解决了，用在四轴上跑一直没有问题，速度比模拟iic快来1倍多。
lr2131 2020-04-22
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STM32的IIC固件bug有没有解决？
顾飞华 2020-04-21
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引用 3 楼 风吹花中花吹风 的回复：
解决了又如何，一个软件i2c可以吃天下，后续你经过大量产品验证以后做啥项目都可以很放心的用，硬件的局限性太大了
速度经过测试快一倍，这在飞控上很重要
风吹花中花吹风 2020-04-20
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解决了又如何，一个软件i2c可以吃天下，后续你经过大量产品验证以后做啥项目都可以很放心的用，硬件的局限性太大了
顾飞华 2020-04-18
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如果没调通，注意IIC地址是否移位过，本函数内对iic地址进行了左移
hufuju_com 2020-04-17
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感谢大师分享！学习学习，多谢！
STM32F103 I2C硬件缺陷详述及解决方案
文章详细描述了STM32F103的硬件I2C在数据传输过程中存在的问题，即在主接收器接收到最后一个字节后，发送ACK信号而非NACK，导致从机持续等待数据，造成总线死锁。解决方案包括使用DMA或中断来确保及时发送NACK和STOP信号，或者调整轮询方式的代码逻辑，提前发送NACK和STOP。
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