STM32——硬件IIC主机通信

前言：

　　根据网上的资料，大部分网友表示STM32自带的硬件IIC存在bug，读写时很容易卡死。自己在调试的时候也出现卡死的情况，最后一点一点调试，也还是调通了。本文将记录自己调试STM32硬件IIC主机的一些心得体会。硬件IIC从机通信见另一篇文章:传送门。

硬件平台：STM32F205

软件平台：keil v5

函数库：标准库

硬件IIC主机初始化

IIC的发送时序本文不不做介绍了，网上资料比较多。
下面看下STM32中IIC的相应设置。
首先是IIC的管脚配置。

void I2C1_GPIO_Configuration(void)
{
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;//必须设置为开漏输出，实现iic的线与逻辑
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd =   GPIO_PuPd_NOPULL;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_I2C1); 
    GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_I2C1);
}

　　注意上述管脚配置中GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd必须配置为GPIO_PuPd_NOPULL，若配置为 GPIO_PuPd_UP或GPIO_PuPd_DOWN，IIC总线会一直繁忙，导致总线出错，检测不到IIC从机。

IIC工作参数配置

void I2C1_Configuration(void)
{
    I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;

    I2C_DeInit(I2C1);
    I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
    I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
    I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0XA0;//主机的地址        
    I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;
    I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress= I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
    I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 100000;//100KHZ
    I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);
    I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);                                             
}

IIC初始化函数

void I2C1_Init(void)
{
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1, ENABLE);
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);   
    I2C1_GPIO_Configuration();
    I2C1_Configuration();
}

IIC主机写入数据

IIC主机读写函数是IIC通信的重点，下面先来看下IIC主机写入数据的序列图。
这里写图片描述
主机发送数据的流程:
1) 主机在检测到总线为“空闲状态”（即 SDA、SCL 线均为高电平）时，发送一个启动信号“S”，开始一次通信的开始
2) 主机接着发送一个命令字节。该字节由 7 位的外围器件地址和 1 位读写控制位 R/W组成（此时 R/W=0）
3) 相对应的从机收到命令字节后向主机回馈应答信号 ACK（ACK=0）
4) 主机收到从机的应答信号后开始发送第一个字节的数据
5) 从机收到数据后返回一个应答信号 ACK
6) 主机收到应答信号后再发送下一个数据字节
7) 当主机发送最后一个数据字节并收到从机的 ACK 后，通过向从机发送一个停止信号P结束本次通信并释放总线。从机收到P信号后也退出与主机之间的通信。
主机发送数据的程序

uint8_t I2C_Master_BufferWrite(I2C_TypeDef * I2Cx, uint8_t* pBuffer, uint32_t NumByteToWrite, uint8_t SlaveAddress)
{
    if(NumByteToWrite==0)
        return 1;
    /* 1.开始*/
    I2C_GenerateSTART(I2Cx, ENABLE);
    while(!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));

    /* 2.设备地址·/写 */
    I2C_Send7bitAddress(I2Cx, SlaveAddress, I2C_Direction_Transmitter);
    while(!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));

    /* 3.连续写数据 */
    while(NumByteToWrite--)
    {
      I2C_SendData(I2Cx, *pBuffer);
      while(!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
      pBuffer++;
    }

    /* 4.停止 */
    I2C_GenerateSTOP(I2Cx, ENABLE);
    while ((I2Cx->CR1&0x200) == 0x200);
    return 0;
}

IIC主机读取数据

下面再来看下IIC主机读取数据的序列图。

这里写图片描述

IIC主机读取数据的具体流程：
1) 主机发送启动信号后，接着发送命令字节（其中 R/W=1）
2) 对应的从机收到地址字节后，返回一个应答信号并向主机发送数据
3) 主机收到数据后向从机反馈一个应答信号
4) 从机收到应答信号后再向主机发送下一个数据
5) 当主机完成接收数据后，向从机发送一个“非应答信号（ACK=1）”，从机收到ACK=1 的非应答信号后便停止发送
6) 主机发送非应答信号后，再发送一个停止信号，释放总线结束通信.

uint8_t I2C_Master_BufferRead(I2C_TypeDef * I2Cx, uint8_t* pBuffer, uint32_t NumByteToRead, uint8_t SlaveAddress)
{
    if(NumByteToRead==0)
        return 1;

    while(I2C_GetFlagStatus(I2Cx, I2C_FLAG_BUSY));  
    I2C_AcknowledgeConfig(I2Cx, ENABLE);
    /* 1.开始*/
    I2C_GenerateSTART(I2Cx, ENABLE);
    while(!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
    /* 2.设备地址·/写 */
    I2C_Send7bitAddress(I2Cx, SlaveAddress, I2C_Direction_Transmitter);
    while (!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));

    /* 3.开始*/
    I2C_GenerateSTART(I2Cx, ENABLE);
    while(!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
    /* 4.设备地址·/读 */
    I2C_Send7bitAddress(I2Cx, SlaveAddress, I2C_Direction_Receiver);
    while(!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED));

    /* 5.连续写数据 */
    while (NumByteToRead)
    {
        if(NumByteToRead==1)
        {
            I2C_AcknowledgeConfig(I2Cx, DISABLE);
            I2C_GenerateSTOP(I2Cx, ENABLE);//6.停止，非应答
        }

        while(!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED));  /* EV7 */
        *pBuffer++ = I2C_ReceiveData(I2Cx);
        NumByteToRead--;
    }

    I2C_AcknowledgeConfig(I2Cx, ENABLE);
    return 0;
}