I2C配置顺序引发的异常案例

' \% B' F, m: N- E5 P9 O- @5 L前言
% d7 J$ f7 }' D8 D        在参考Cube软件包中I2C例程后， 根据应用需要新增了一路I2C接口，结果新增I2C无法收发数据。本文主要对问题进行描述，分析产生原因，提供解决方法。
6 `- t: o' Q" t# v& [( a
9 D2 y  Y  A) R5 C0 a一 问题描述
  {" F2 k: z5 N       如前言所述，现象表现为I2C无法收发数据。得无法理解之处，在于之前已经完成了I2C的移植工作，并且运行正常。现在遵照正确的方式，新添一路I2C接口，只是更改了对应的I2C接口及引脚，为什么无法收发数据。简化测试程序如下。



二 现象分析
     将上述程序在STM32F469i-Disco板上实现，复现现象并寻找规律。发现规律如下：

; P3 u4 @5 L- G7 ]: B7 K4 }& E      分析上表可以发现问题的产生与硬件设计有一定关系。观察发现，如果I2C没有外部上拉时，会导致问题产生。
; t4 w3 a: _* `* N4 ~: O2 G      通过单步调试，定位于HAL_I2C_Master_Transmit()，在这个函数中调用的I2C_WaitOnFlagUntilTimeout()无法执行异常，返回HAL_BUSY，导致了I2C写功能失败。在I2C_WaitOnFlagUntilTimeout函数内部，是对忙标志位BUSY@I2Cx_SR2的检测。通过对参考手册的阅读（如下截图所述），如果在未占用I2C总线时，SDA或SCL引脚存在低电平，则意味着总线处于忙状态。这种检测机制在I2C接口失能时依然工作。
4 C! s2 g& U5 W) _! ?- S' {
8 H) i  s' @5 y% H) V      结合程序中调用顺序，在I2C3时钟使能时，虽然I2C3没有使能，但是忙状态检测已经开始。由于对应的SCL引脚上无上拉电阻，并且由于还未对I2C3的SCL引脚进行配置。此时SCL引脚为浮空输入状态，实际测量发现为低电平， BUSY标志被置位。

三 解决方法
     通过现象及分析，可了解到问题可通过硬件或者软件解决。
  G8 [& W1 D, o( A- ~+ h# ~0 L     硬件上，为SDA、SCL引脚提供外部的I2C上拉电阻，问题不在出现。
& w4 N0 `' T, n9 }( t1 R9 _. |! e     软件上，能够发现对于SCL、SDA引脚配置中，会启用内部上拉。通过将I2C时钟使能放于I2C引脚配置语句后面，问题不再出现。
     需要注意， I2C的SDA、SCL引脚内部上拉电阻，为弱上拉。使用者可以通过对应型号STM32的数据手册，查看对应引脚的上拉电阻，以便判断是否能够满足应用需要。如下为STM32F469 上拉电阻信息截图。
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2017-5-31 11:05 上传

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2 Z9 n. |/ W+ y" \. Q! o更多实战经验

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我发现很奇怪的问题，
/ Q: O6 T! m! w+ P% W0 l" W# e! u7 e" aSTM32L053C8T6   
  a- \, G, ^( `, I9 G) ]/ JCubmex 4.23  
- U/ H3 B. a3 ?4 V) C1 aL0包 1.10
7 I& V& e9 V, x$ b8 A" C' c
新配置Cubmex工程，只生成I2C，MSI 2MHz主频，在低功耗配置，能正常读写I2C设备。

但一打开LCD+RTC+I2C，MSI 2MHz主频，在低功耗配置的情况下，I2C_WaitOnFlagUntilTimeout()返回TimeOUT

# v, H5 p# r. n: @8 t
* u; _4 T/ m* v4 c) b) I

没用打开LCD RTC的情况下，用逻辑分析仪可以读出I2C有数据通信。
0 H5 M8 p0 Q, h) Q2 [) z一旦打开LCD RTC之后，I2C就没用数据输出了

受教了

这方法，确实可以，但是我们的I2C设计，外面接有上拉电阻，有时候也会出现卡在 I2C_WaitOnFlagUntilTimeout() 这个地方，将I2C时钟放后面测试就没有问题，不知道为什么。。。

学习了

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