【实战经验】STM8Lxxx I2C 程序第二次数据通信失败的问题分析

zero99

STM8Lxxx I2C 程序第二次数据通信失败的问题分析

前言
本篇文章主要是对STM8Lxxxx 在I2C 通信调试中遇到的第一次通信正常，但第二次通信失败问题的分析和处理。

1. I2C 协议总体分析。
STM8Lxxx I2C 硬件逻辑使用时非常灵活，因此也造成对各个状态处理的复杂性，稍不注意，I2C 调试就不能通过。
下面是I2C 开始（START）和结束（STOP）波形，STM8Lxxx 也是遵守这个协议的。
SCL 信号由主控提供。
STM8Lxxx 总线端口为开漏输出，外部需要上拉电阻。
下面协议为简单的单主控单从机收发协议。


2. 下面对一个简单的单主机发送，单从机接收协议进行说明
下面为主发送的一个协议图：
主控给从机发送数据，等到从机应答信号后再发送下byte 数据，直到数据发送完成后，主机发送一个stop 信号释放总线。


下面是从机接收协议图，从机接收主机发过来的数据并存储，每byte 传输完成后发送一个应答信号给主机（从机在每byte 传输完的第九个Clock 把SDA 信号线拉低到低电平）。


3. 程序中的出错现象
客户的程序调时发现相同的数据连续从主控发给从机，只有第一次的通信波形是好的，第二次通信时设备地址可正常发送，从机也有应答，但当第一byte 数据发送完成后，主机收不到从机的应答信号。

4. 问题产生原因
客户使用的是E:\Download\STM8L\STSW-STM8016\STM8L15x-16x-05x-AL31-L_StdPeriph_Lib\Project\STM8L15x_StdPeriph_Examples\I2C\I2C_TwoBoards\I2C_DataExchange 中的程序。



客户在程序编写时看到下图中用橙色标出的文字，就错误理解成从机每次收到I2C 的STOP 信号后，从机都要给I2C_CR2 的STOP 置位来释放SCL 和SDA 信号线。



客户对I2C 中断处理程序进行了修改，对应的代码如下，黄色部分标出了客户修改的代码：


跟踪程序发现I2C 主机在发送第二次数据时，从第一个byte 数据传输完成时信号波形开始不正常，从机一直没有ACK 发出来。SCL 线一直保持在低电平。
跟踪从机程序，发现第二次传输时ADDR 中断能正常进入，从机也有应答，但之后RXNE 位一直不会被置位，被置位的是I2C_SR1 的bit7， TXE 位一直为“1”，而中断处理中并没对这一状态进行处理和清空，所以一直会不断进入中断处理程序，不做处理又跳出中断，程序通信就死在了这里。

把程序恢复成示例程序，通信正常。

5.代码设计中应注意的地方。
建议客户在修改示例代码时谨慎一些，特别要注意重要寄存器的操作；弄明白后再进行更改；如果需要测试，最好标注清楚，
不要测试完成后又忘了修改回来。


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adersonl

谢谢分享，，不过我一般都用模拟 的。。。

yyyyyyy-425811

我遇到了一样的问题，可是我用的是官方示例代码，且没有做任何修改，在100kbps的速度下，会出现跟你说的问题一样，然而5kbps就不会了 。能给我些建议么

yyyyyyy-425811

希望这个回答能帮助到大家。我也遇到相同的问题。
在这几天的努力下主要发现两个问题1.在传输过程中，特别当速度快的时候，当从机处于接收状态时， 有些时候，SR1寄存器中RXNE和STOPF两个状态位同时被置1，不知道这种情况是不是被允许的，然而官方给的示例代码里没有对这种状态进行处理，导致I2C传输失败；当从机处于发送状态时，SR1寄存器中BTF和TXE两个状态位同时被置1，相同的，官方给的示例代码里没有对这种状态进行处理，导致I2C传输失败。
下面是官方给的中断中的示例代码，其中default中的内容为我修改的内容，主要是对传输过程中，SR1寄存器中有两个状态位同时被置的处理。经修改后，能正常通信。但是不知道是不是真的是这个问题，希望大虾们拍砖。
void bsp_i2c_slave_received_for_isr(void){
        //static uint8_t a=0;
        /* Read SR2 register to get I2C error */
        if ((I2C->SR2) != 0)
        {
        /* Clears SR2 register */
        I2C->SR2 = 0;

        }
        i2c_slave.Event = I2C_GetLastEvent();
        switch (i2c_slave.Event)
        {
          /******* Slave transmitter ******/
          /* check on EV1 */
        case I2C_EVENT_SLAVE_TRANSMITTER_ADDRESS_MATCHED:
          i2c_slave.Tx_Idx = 0;
          break;

          /* check on EV3 */
        case I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_TRANSMITTING:
          /* Transmit data */
          I2C_SendData(i2c_slave.Slave_Buffer_Rx[i2c_slave.Tx_Idx++]);
          break;
          /******* Slave receiver **********/
          /* check on EV1*/
        case I2C_EVENT_SLAVE_RECEIVER_ADDRESS_MATCHED:
          break;

          /* Check on EV2*/
        case I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_RECEIVED:
          i2c_slave.Slave_Buffer_Rx[i2c_slave.Rx_Idx++] = I2C_ReceiveData();
         
          break;

          /* Check on EV4 */
        case (I2C_EVENT_SLAVE_STOP_DETECTED):
                        /* write to CR2 to clear STOPF flag */
                        I2C->CR2 |= I2C_CR2_ACK;

          break;

        default:
          if ((I2C->SR1&0x40) != 0)
          {
          /* Clears SR2 register */
            i2c_slave.Slave_Buffer_Rx[i2c_slave.Rx_Idx++] = I2C_ReceiveData();

          }
          if ((I2C->SR1&0x04) != 0)
          {
          /* Clears SR2 register */
            I2C_SendData(i2c_slave.Slave_Buffer_Rx[i2c_slave.Tx_Idx++]);

          }
          break;
        }
        
}

yf14789652

感谢分享，顶起来。

昨天调试STM8L还发现了一个硬件问题， IIC通信线的上拉电阻太小，导致通信没有识别“低”状态。建议将I2C两个脚初始化成标准IO，一秒钟翻转一次，发现IO口能输出方波，但是没有低状态。。把上拉电阻换大一点问题解决。