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【实战经验】STM32F4xxx的I2C总线挂起异常处理

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zero99 发布时间:2017-1-4 17:08
前言
( a  s; L/ R$ P* _, G客户使用I2C对EEPROM进行读取操作时,正常读取的最后一个字节,主机会传送一个NACK给EEPROM,以便结束该次读取过程,如果主器件给出ACK,而程序又默认结束读取过程,会出现EEPROM认为主机还需要读取数据,但此后SCL的时钟不会给出,将导致I2C总线被挂起占用,此时START,STOP命令将不会再次成功送出信号;本文针对这个异常状况结合实际应用问题给出处理方法。, \. ~) B3 i+ u8 P

% E$ n+ }/ M: W7 h问题背景
) p) E# b$ O0 X2 G% ^在实际应用中,如果使用中断方式或者DMA方式给出I2C的处理机制,在读取最后一个字节需要给出NACK的时候,如果此时延迟或者错误给出了ACK,I2C总线将被EEPROM挂起;该问题已经在客户端出现,但出现随机,很难判定何时出现,但确实是一个应用隐患,因为此时无法通过寄存器发送START,STOP命令;
' g* U- L2 p* ]& Q5 G7 C* q: n' c7 r* ^4 A0 o) \) u
判断依据+ ]* m0 a3 S% k* I( X+ O' J
为判定是主机(STM32F4xx)给出的ACK,还是从机(EEPROM)拉低ACK,需要加入辅助电路,如下:/ a& b( H/ ^2 Q3 n+ }) J
51.jpg
: |1 K2 _2 j0 ]# b! `+ e使用示波器探头察看A点电平,如果是EEPROM拉低电平的,则测试点电平为0V,如果是STM32F4xx端给出的ACK,拉低电平的,在A点测试将是大于0电平的一个波形存在;
7 f' e& {5 l" R2 g: n波形分析1 @4 R' K: x5 k$ V$ ^
正常读取波形
) b1 u: n, q8 `3 e
52.jpg 7 t4 a8 ?: h+ u$ m0 y+ S2 V
异常读取波形# X2 c( @$ N' ^
53.jpg 3 C( K0 v6 ~' b0 r6 h# ]4 T' m* G
在异常读取波形后,程序给出的起始终止条件将不会被执行;
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54.jpg
. r8 U7 i: d$ }& Y. _
3 @- U  y* C+ i. R$ a5 V
1 M* D, E1 D2 l
处理方法
1 ?( A' }3 A2 v( M  ^( S当出现上述异常时,写I2C外设寄存器方法将不起作用,I/O端口产生不了需要退出的波形,只能通过I/O口强拉效果退出,可以有两种方法进行处理:& V, A! G3 v3 m  X! _0 E
方法一:当出现异常总线占用时,直接复位I2C外设,以及重新初始化I2C端口,I/O口配置为上拉模式的,产生虚拟的STOP波形;此时因为MCU端口的强拉作用,将产生一个类似于STOP的I2C退出效果;
/ i; y, t) C: ?" F+ q* Z* z+ A6 o方法二:I/O口配置为上拉模式的,SDA设置为高电平,产生虚拟的SCL波形,产生9个SCL波形,虚拟最后一个字节的读取,以便从机退出异常状态。1 ~% }' p% f( Y! _; v/ \9 D

% e0 M6 l- n  E% f' n0 h
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# ^+ s2 t3 j& n8 |# J$ c5 k更多实战经验5 E, k* J2 }* c
收藏 2 评论5 发布时间:2017-1-4 17:08

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5个回答
jackten 回答时间:2017-1-4 18:06:03
谢谢分享                     
五哥1 回答时间:2017-1-4 22:31:51
图上没有找到A点,楼主换个图吧
andypanfan 回答时间:2017-1-5 09:56:22
讲解比较清楚,,,
迷失的流星 回答时间:2017-2-6 10:26:47
可以先更改IO口模式为普通IO,然后更改IO口电平,再将IO口模式改为IIC
oldfang 回答时间:2019-3-8 17:19:05
最后一步解决方法没有看懂,既然从机拉低了SDA,主机又能怎样拉高电平?
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