通过LL库初始化STM32的硬件IIC
目录
通过LL库初始化STM32的硬件IIC
前言
talk is cheap， show me the code, 直接看下列的 初始化代码， 以及读写函数吧。
void Configure_I2Cx_Master(I2C_TypeDef *I2Cx)
{
/* (1) Enables GPIO clock and configures the I2C3 pins **********************/
/* (SCL on PC.0, SDA on PC.1) **********************/
/* Enable the peripheral clock of GPIOC */
LL_IOP_GRP1_EnableClock(LL_IOP_GRP1_PERIPH_GPIOC);
/* Configure SCL Pin as : Alternate function, High Speed, Open drain, Pull up */
LL_GPIO_SetPinMode(GPIOC, LL_GPIO_PIN_0, LL_GPIO_MODE_ALTERNATE);
LL_GPIO_SetAFPin_0_7(GPIOC, LL_GPIO_PIN_0, LL_GPIO_AF_7);
LL_GPIO_SetPinSpeed(GPIOC, LL_GPIO_PIN_0, LL_GPIO_SPEED_FREQ_HIGH);
LL_GPIO_SetPinOutputType(GPIOC, LL_GPIO_PIN_0, LL_GPIO_OUTPUT_OPENDRAIN);
LL_GPIO_SetPinPull(GPIOC, LL_GPIO_PIN_0, LL_GPIO_PULL_UP);
/* Configure SDA Pin as : Alternate function, High Speed, Open drain, Pull up */
LL_GPIO_SetPinMode(GPIOC, LL_GPIO_PIN_1, LL_GPIO_MODE_ALTERNATE);
LL_GPIO_SetAFPin_0_7(GPIOC, LL_GPIO_PIN_1, LL_GPIO_AF_7);
LL_GPIO_SetPinSpeed(GPIOC, LL_GPIO_PIN_1, LL_GPIO_SPEED_FREQ_HIGH);
LL_GPIO_SetPinOutputType(GPIOC, LL_GPIO_PIN_1, LL_GPIO_OUTPUT_OPENDRAIN);
LL_GPIO_SetPinPull(GPIOC, LL_GPIO_PIN_1, LL_GPIO_PULL_UP);
/* (2) Enable the I2C3 peripheral clock and I2C3 clock source ***************/
/* Enable the peripheral clock for I2C3 */
LL_APB1_GRP1_EnableClock(LL_APB1_GRP1_PERIPH_I2C3);
/* Set I2C3 clock source as SYSCLK */
LL_RCC_SetI2CClockSource(LL_RCC_I2C3_CLKSOURCE_SYSCLK);
/* (3) Configure NVIC for I2C3 **********************************************/
/* Configure Event and Error IT:
* - Set priority for I2C3_IRQn
* - Enable I2C3_IRQn
*/
// NVIC_SetPriority(I2C3_IRQn, 0);
// NVIC_EnableIRQ(I2C3_IRQn);
/* (4) Configure I2C3 functional parameters *********************************/
/* Disable I2C3 prior modifying configuration registers */
LL_I2C_Disable(I2C3);
/* Configure the SDA setup, hold time and the SCL high, low period */
/* (uint32_t)0x00601B28 = I2C_TIMING*/
uint32_t timing = __LL_I2C_CONVERT_TIMINGS(0x0, 0x6, 0x0, 0x1B, 0x28);
LL_I2C_SetTiming(I2C3, timing);
/* Configure the Own Address1 */
/* Reset Values of :
* - OwnAddress1 is 0x00
* - OwnAddrSize is LL_I2C_OWNADDRESS1_7BIT
* - Own Address1 is disabled
*/
//LL_I2C_SetOwnAddress1(I2C3, 0x00, LL_I2C_OWNADDRESS1_7BIT);
//LL_I2C_DisableOwnAddress1(I2C3);
/* Enable Clock stretching */
/* Reset Value is Clock stretching enabled */
//LL_I2C_EnableClockStretching(I2C3);
/* Configure Digital Noise Filter */
/* Reset Value is 0x00 */
//LL_I2C_SetDigitalFilter(I2C3, 0x00);
/* Enable Analog Noise Filter */
/* Reset Value is Analog Filter enabled */
//LL_I2C_EnableAnalogFilter(I2C3);
/* Enable General Call */
/* Reset Value is General Call disabled */
//LL_I2C_EnableGeneralCall(I2C3);
/* Configure the 7bits Own Address2 */
/* Reset Values of :
* - OwnAddress2 is 0x00
* - OwnAddrMask is LL_I2C_OWNADDRESS2_NOMASK
* - Own Address2 is disabled
*/
//LL_I2C_SetOwnAddress2(I2C3, 0x00, LL_I2C_OWNADDRESS2_NOMASK);
//LL_I2C_DisableOwnAddress2(I2C3);
/* Configure the Master to operate in 7-bit or 10-bit addressing mode */
/* Reset Value is LL_I2C_ADDRESSING_MODE_7BIT */
//LL_I2C_SetMasterAddressingMode(I2C3, LL_I2C_ADDRESSING_MODE_7BIT);
/* Enable Peripheral in I2C mode */
/* Reset Value is I2C mode */
//LL_I2C_SetMode(I2C3, LL_I2C_MODE_I2C);
/* (5) Enable I2C3 **********************************************************/
LL_I2C_Enable(I2C3);
/* (6) Enable I2C3 transfer complete/error interrupts:
* - Enable Receive Interrupt
* - Enable Not acknowledge received interrupt
* - Enable Error interrupts
* - Enable Stop interrupt
*/
// LL_I2C_EnableIT_RX(I2C3);
// LL_I2C_EnableIT_NACK(I2C3);
// LL_I2C_EnableIT_ERR(I2C3);
// LL_I2C_EnableIT_STOP(I2C3);
}
/**
* @brief This Function handle Master events to perform a transmission process
* @note This function is composed in different steps :
* -1- Initiate a Start condition to the Slave device
* -2- Loop until end of transfer received (STOP flag raised)
* -2.1- Transmit data (TXIS flag raised)
* -3- Clear pending flags, Data consistency are checking into Slave process
* @param None
* @retval None
*/
void I2C_Write(I2C_TypeDef *I2Cx, unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr, unsigned char reg_data)
{
unsigned char data_size = 2;
/* Master Generate Start condition for a write request : */
/* - to the Slave with a 7-Bit SLAVE_OWN_ADDRESS */
/* - with a auto stop condition generation when transmit all bytes */
LL_I2C_HandleTransfer(I2Cx, slave_addr, LL_I2C_ADDRSLAVE_7BIT, data_size, LL_I2C_MODE_AUTOEND, LL_I2C_GENERATE_START_WRITE);
/* Loop until STOP flag is raised */
while(!LL_I2C_IsActiveFlag_STOP(I2Cx))
{
/* Check TXIS flag value in ISR register */
if(LL_I2C_IsActiveFlag_TXE(I2Cx) && data_size == 2)
{
/* Write data in Transmit Data register.
TXIS flag is cleared by writing data in TXDR register */
LL_I2C_TransmitData8(I2Cx, reg_addr);
data_size--;
}
/* Check TXIS flag value in ISR register */
if(LL_I2C_IsActiveFlag_TXE(I2Cx) && data_size == 1)
{
/* Write data in Transmit Data register.
TXIS flag is cleared by writing data in TXDR register */
LL_I2C_TransmitData8(I2Cx, reg_data);
data_size--;
}
if(Loop_Is_Timeout_Xms(5))
break;
}
/* (3) Clear pending flags, Data consistency are checking into Slave process */
/* End of I2C_SlaveReceiver_MasterTransmitter Process */
LL_I2C_ClearFlag_STOP(I2Cx);
}
/**
* @brief This Function handle Master events to perform a transmission process
* @note This function is composed in different steps :
* -1- Initiate a Start condition to the Slave device
* -2- Loop until end of transfer received (STOP flag raised)
* -2.1- Transmit data (TXIS flag raised)
* -3- Clear pending flags, Data consistency are checking into Slave process
* @param None
* @retval None
*/
unsigned char I2C_Read(I2C_TypeDef *I2Cx, unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr)
{
unsigned char read_byte = 0;
unsigned char data_size = 1;
/* Master Generate Start condition for a write request : */
/* - to the Slave with a 7-Bit SLAVE_OWN_ADDRESS */
/* - with a auto stop condition generation when transmit all bytes */
LL_I2C_HandleTransfer(I2Cx, slave_addr, LL_I2C_ADDRSLAVE_7BIT, data_size, LL_I2C_MODE_SOFTEND, LL_I2C_GENERATE_START_WRITE);
/* Loop until STOP flag is raised */
/* This loop is dangerous when power support is terrrible. */
while(!LL_I2C_IsActiveFlag_TC(I2Cx))
{
/* Check TXIS flag value in ISR register */
if(LL_I2C_IsActiveFlag_TXE(I2Cx) && data_size == 1)
{
/* Write data in Transmit Data register.
TXIS flag is cleared by writing data in TXDR register */
LL_I2C_TransmitData8(I2Cx, reg_addr);
data_size--;
}
if(Loop_Is_Timeout_Xms(3))
break;
}
data_size = 1;
LL_I2C_HandleTransfer(I2Cx, slave_addr, LL_I2C_ADDRSLAVE_7BIT, data_size, LL_I2C_MODE_AUTOEND, LL_I2C_GENERATE_START_READ);
/* Loop until STOP flag is raised */
while(!LL_I2C_IsActiveFlag_STOP(I2Cx))
{
if(Loop_Is_Timeout_Xms(4))
break;
}
if(LL_I2C_IsActiveFlag_RXNE(I2Cx))
read_byte = LL_I2C_ReceiveData8(I2Cx);
/* (3) Clear pending flags, Data consistency are checking into Slave process */
LL_I2C_ClearFlag_STOP(I2Cx);
return read_byte;
}问题
Q1: 该 LL_I2C_HandleTransfer(I2Cx, slave_addr, LL_I2C_ADDRSLAVE_7BIT, data_size, LL_I2C_MODE_AUTOEND, LL_I2C_GENERATE_START_READ) 函数，非常容易造成使用上的误解问题，如果不借助逻辑分析仪的话。
A1: 关于这个问题，有几点需要了解。
如果设置了stm32中硬件iic为 7bit地址模式，要注意slave_addr的值其实要配置为写地址的值
（slave_addr<<2）。 因为在stm32的硬件iic中， 会将传入函数的地址值的最后一位改成读写状态的值, 而不是将传入函数的地址之后再附加一位读写状态值。 比如说， 传入为7位的slave_addr地址值得话， 那么会改变了7位slave_addr地址的最后一位bit的值。众所周知， 在IIC器件中， 一般有三个地址， 比如hmcl5883设备器件地址为 0x1E, 写地址为0x3c，读地址为0x3d， 那么我们在使用stm32的硬件iic的时候， 要将slave_addr的地址值填写为
( 0x1e<<1), 也就是要设置为写地址0x3c（不是设备地址0x1e），因为在配置了 LL_I2C_GENERATE_START_READ 之后，芯片会在最后一位自动改变读写位的电平状态， 在读的时候，自动产生高位电平， 也就是产生读地址0x3d的电平出去，而如果配置了 LL_I2C_GENERATE_START_WRITE 之后， 在传输完( 0x1e<<1)的地址之后， 最后的地址位为低电平， 也就是写地址为0x3c。设置了data_size以及LL_I2C_MODE_AUTOEND之后， I2C会在发送完所有数据或者读取完所有数据之后，自动发送终止信号。
写的过程中， 硬件iic自动会读取从机的ack信号； 而读的过程后，如果需要后续继续操作， 需要产生ack信号给从机， 而如果已经读完，那么会自动产生nack信号给从机，有些从机一定要接收到主机的nack信号， 然后才能正常接收主机的stop信号， 否则会导致后续一连串读取异常。接收器在收到数据之后， 应该拉低引脚来产生应答信号（正常来说， 引脚都是开漏上拉，所以，下拉为有效电平），以此通知对方已完整收到相关的数据。
而在主机作为接收器的时候，当接收完从设备的最后一个字节数据之后， 需要不应答， 以此告诉从设备传输即将结束， 准备接收结束信号。
Q2: 硬件IIC在信号出现抖动（频率过快的话或者供电不足的情况下）， 主机发出的时序会完全错乱， 比如说， 当频率过高或者数据线接触不良，此时我们通过重新初始化从机，且重置硬件iic的错误标志，iic硬件接收到的数据虽然会有变化， 但是，读到的值完全不对， 这时候只能通过重新初始化IIC硬件才能解决， 但是，在L0系列上，利用外部中断不断地打断硬件iic时， 未发现iic数据读取出现任何较大的异常。
A2：当信号抖动之后， 根据逻辑分析仪，会发现主机在发送从机设备地址的时候，会多发一个字节的数据时序，但是，这个字节数据的值不知从何而来，这便会导致后面读到的值各种异常， 怀疑是不是移位寄存器在发送的时候，也发送了之前发生总线错误的时候，移位寄存器缓存部分字节信息 。 因为调试时，相关的接收， 发送寄存器的值都是正常。