【STM32CUBEMX】 I2C Slave 实现

本文记录了作者使用STM32F030C8T6实现I2C Slave接口的过程,详细介绍了遇到的问题及解决方法,包括采用DummyWrite+Register方式通讯、调试过程中的BUG分析等。

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#背景
最近,在使用 STM32F030C8T6 做 I2C Slave 设备接口。在网上查了好多的资料,使用 STM32 硬件 I2C 的例程少之又少,对 STM32 硬件 I2C 的批判巨多,只能硬着头皮,自己一步一步摸索。
实际上,在这次硬件 I2C 调试之前,其实我已经通过 IO 模拟的方式实现了 I2C,但速率仅能实现 Standard-mode(up to 100 kbit/s)。对于 Fast-mode(up to 400 kbit/s),IO 模拟方式简直是无能为力。同时,由于 IO 模拟 I2C 时并没有充分的考虑架构,最终的实现结果是功能单一,客户满意度不好。
#I2C 实现方式
经过多次纠结和考虑,我决定采用Dummy Write + Register 方式进行 I2C 通讯。这样的好处,在于用户使用方便,对于后续的功能增加或需求变化,对客户接口完全无影响,只需要修改寄存器列表就 OK。这个也是参考了几个 I2C接口的芯片决定的。

####Dummy Write
Dummy Write 要求 Master 访问 Slave 时,必须发送两次的从机地址。同时对于 STM32 HAL 的 Slave Receive 或 Write ,都必须指定长度,因此,在 第一次写操作中, Master 发送了 寄存器地址和写入数据的长度。时序图如下图所示。
这里写图片描述

程序源码位于:https://github.com/CherryXiuHuaWoo/STM32F030C8-IIC-Slave

#记录各种坑爹

####第 1 次调试结果:总线挂了

  • 第一次 Master Write 时,通讯完成。
  • 第二次 Master Write 时,在 Address + Write 后, SDA 被置为 Low,导致总线被占用,无法再继续通讯。
    这里写图片描述
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####第 2 次调试结果:基本调通了 Write/Read
通过在每次地址中断回调函数HAL_I2C_AddrCallback处理完成后,增加 HAL_I2C_EnableListen_IT(&hi2c1),不再出现第一次调试问题,可反复通讯。
这里写图片描述
Bug 分析:
通过查看调用HAL_I2C_AddrCallback(hi2c, transferdirection, slaveaddrcode) 的代码部分。
发现,在I2C_ITAddrCplt 函数中,在调用 HAL_I2C_AddrCallback 回调函数前,有调用 I2C_Disable_IRQ(hi2c, I2C_XFER_LISTEN_IT)把中断关了!!!!!!之后也没有恢复中断,所以用户必须自行把中断打开!!!!!!
####第 3 次调试:DUMMYWrite 后,总线挂了
这个总线挂了是我还没有编写DuMMYWrite后的处理代码所导致。
这里写图片描述

####第 4 次调试:DUMMYWrtie 读写正常
读时序:
这里写图片描述
写时序:
这里写图片描述

### STM32 使用 STM32CubeMX 配置 I2C 的教程 在嵌入式开发中,I2C 是一种常用的串行通信协议,用于连接微控制器和其他外围设备。以下是通过 STM32CubeMX 工具配置 STM32 微控制器上的 I2C 接口的方法。 #### 1. 创建新项目并选择目标 MCU 启动 STM32CubeMX 并创建一个新的工程。选择合适的 STM32 型号作为目标硬件平台[^3]。点击“Start Project”,进入下一步。 #### 2. 配置时钟树 在 Clock Configuration 页面调整系统的时钟设置以满足应用需求。通常情况下,默认的时钟配置已经可以支持大多数外设功能,但如果需要更高的性能或者更低功耗,则可能需要手动优化时钟分配方案。 #### 3. 启用 I2C 外设 转到 Pinout & Configuration 界面,在左侧菜单栏找到 “Connectivity” 类别下的 I2C 组件(例如 I2C1 或者其他可用实例),双击打开其属性窗口。在这里可以选择模式为主(Master Mode)还是从(Slave Mode),以及设定波特率(Baud Rate)[^3]。 对于标准速度(Standard Speed),推荐值为 100kHz;而对于快速加(Fast Plus),则可高达 1MHz。注意实际工作频率还取决于所选 SCL 和 SDA 引脚对应的 AF(IO复用功能)及时序参数调节情况。 #### 4. 设置 GPIO 参数 继续在同一页面上确认关联的 GPIO 脚位已被正确映射至对应的功能角色——即分别指定为 Alternate Function Push-Pull 输出类型,并启用内部上拉电阻(Pull-Up Resistor Enabled)来增强信号质量稳定性。 此外还需确保这些管脚已经被赋予恰当的 Alternative Functions(AFxx), 这样才能让它们按照预期方式运作起来成为真正的双向通讯线路的一部分。 #### 5. 生成初始化代码 完成以上步骤之后保存更改回到主界面顶部工具条处执行 Generate Code 动作将会自动生成包含全部必要驱动程序在内的完整软件框架结构供后续移植使用[^3]。 此时可以在生成出来的 main.c 文件里发现有关于如何开启该模块电源供应、使能全局中断允许标志位等一系列基础操作命令序列;同时也提供了几个非常实用的帮助宏定义用来简化日常编程流程比如读写字节长度控制等等细节部分都考虑得相当周全细致入微之处可见一斑! --- ```c // Example of initializing I2C using HAL Library generated by CubeMX #include "main.h" void SystemClock_Config(void); static void MX_GPIO_Init(void); static void MX_I2C1_Init(void); int main(void){ HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); // Initialize all configured peripherals & user callbacks. MX_I2C1_Init(); while (1){ uint8_t data_to_send = 'A'; HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, 0x68 << 1 , &data_to_send, sizeof(data_to_send), HAL_MAX_DELAY); __HAL_Delay(1000); } } /** * @brief This function handles I2C communication initialization. */ static void MX_I2C1_Init(void){ hi2c1.Instance = I2C1; hi2c1.Init.Timing = 0x20909CEC; hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0; hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT; hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE; hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0; hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE; hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE; if(HAL_I2C_Init(&hi2c1)!= HAL_OK){ Error_Handler(); } } ``` --- ###
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