原標(biāo)題：STM32學(xué)習(xí)筆記 | I2C通信容易出錯(cuò)的情況

I2C（Inter-Integrated Circuit）是一種串行通訊總線，常用于嵌入式電子產(chǎn)品中，如STM32微控制器。在學(xué)習(xí)STM32的I2C通信時(shí)，可能會(huì)遇到一些容易出錯(cuò)的情況。以下是對(duì)這些情況的詳細(xì)總結(jié)：

一、I2C通信基礎(chǔ)

1. 主從模式：

• 主模式：負(fù)責(zé)生成時(shí)鐘信號(hào)（SCL）和起始、停止信號(hào)。

• 從模式：可編程I2C地址檢測(cè)，支持雙尋址模式（可對(duì)兩個(gè)從地址應(yīng)答），并檢測(cè)停止位。

2. 通信速度：

• 標(biāo)準(zhǔn)速度：高達(dá)100kHz。

• 快速速度：高達(dá)400kHz。

• 超快速度（第3版）：高達(dá)1MHz。

3. 尋址模式：

• 7位尋址模式。

• 10位雙尋址模式。

• 廣播呼叫地址。

4. 收發(fā)模式：支持從發(fā)送器、從接收器、主發(fā)送器和主接收器四種模式。

二、容易出錯(cuò)的情況及解決辦法

1. IO模式配置錯(cuò)誤

• 如果通過軟件模擬I2C，應(yīng)將SDA配置為開漏輸出模式，并配合上拉電阻。這通常適用于主模式器件。

• 如果使用硬件I2C，則需要將SDA配置為開漏復(fù)用功能。

• 建議使用STM32CubeMX工具來配置底層初始化代碼，以確保IO模式的正確配置。

• 問題描述：有些工程師對(duì)用于I2C總線的GPIO不了解，寫驅(qū)動(dòng)代碼時(shí)可能將總線（SDA、SCL）配置成推挽輸出模式，這會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用上的異常。

• 解決辦法：

2. 總線電壓不匹配

• 檢查并確認(rèn)總線上所有設(shè)備的電壓兼容性。

• 如果存在電壓不匹配的情況，需要從硬件方面來解決，例如使用專業(yè)轉(zhuǎn)換模塊來轉(zhuǎn)換電壓。

• 問題描述：I2C總線電壓通常為3.3V或5V。但在某些情況下，總線上可能掛有電壓不兼容的設(shè)備，如2.5V的設(shè)備或3.3V與5V不兼容的設(shè)備，這容易引起信號(hào)辨識(shí)錯(cuò)誤，導(dǎo)致總線通信失敗。

• 解決辦法：

3. 軟件檢測(cè)死機(jī)

• 從硬件方面做調(diào)整，如增強(qiáng)信號(hào)抗干擾能力、確保電壓穩(wěn)定等。

• 從軟件方面入手，添加超時(shí)處理機(jī)制。不要讓程序一直等待檢測(cè)應(yīng)答信號(hào)，而是設(shè)定一個(gè)超時(shí)時(shí)間。當(dāng)發(fā)送超時(shí)或未收到應(yīng)答時(shí)，可以嘗試復(fù)位STM32的I2C外設(shè)或相關(guān)設(shè)備。

• 問題描述：I2C總線一般通過ACK信號(hào)來判斷總線的情況。STM32實(shí)現(xiàn)I2C收發(fā)、檢測(cè)等操作是由內(nèi)部控制器自動(dòng)完成的。然而，由于一些外部因素（如干擾信號(hào)、電壓不匹配等），容易引起總線上的信號(hào)不正常，從而導(dǎo)致檢測(cè)失敗和通信失敗。

• 解決辦法：

三、其他注意事項(xiàng)

1. 總線時(shí)序：

• 確保起始信號(hào)和終止信號(hào)的時(shí)序正確。起始信號(hào)是在SCL線為高電平期間，SDA線由高電平向低電平的變化；終止信號(hào)是在SCL線為高電平期間，SDA線由低電平向高電平的變化。

• 數(shù)據(jù)的傳送要遵循低電平變化、高電平穩(wěn)定的規(guī)則。即在SCL的上升沿之前準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，并在下降沿之前保持?jǐn)?shù)據(jù)穩(wěn)定。

2. 應(yīng)答信號(hào)ACK與非應(yīng)答信號(hào)NACK：

• 應(yīng)答信號(hào)ACK是由從器件產(chǎn)生的，用于確認(rèn)已接收到一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。非應(yīng)答信號(hào)NACK則是由主器件產(chǎn)生的，用于在接收到最后一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后通知從器件釋放數(shù)據(jù)總線。

• 在編寫I2C通信程序時(shí)，需要正確處理ACK和NACK信號(hào)，以確保通信的順利進(jìn)行。

綜上所述，學(xué)習(xí)STM32的I2C通信時(shí)，需要注意IO模式的正確配置、總線電壓的兼容性以及軟件檢測(cè)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，還需要關(guān)注總線時(shí)序和應(yīng)答信號(hào)的處理等細(xì)節(jié)問題。通過不斷實(shí)踐和調(diào)試，可以逐漸掌握I2C通信的精髓并避免常見的錯(cuò)誤。