STM32 硬件IIC中断使用方法

STM32 硬件IIC中断使用方法

--中北大学：马政贵本文详细描述了STM32硬件IIC的中断使用方法，包含流程图和对应代码，以及调试过程中的问题记录和分析解决。

之前，一直听说STM32的硬件IIC有问题，加之以前写好的模拟IIC模块用着一直没问题，就没有去使用STM32的硬件IIC。后面项目中需要实时读取三个传感器的数据，三个传感器并在一起共用一个IIC口，通过地址进行区分通信，一个传感器要读取8字节数据。采用模拟IIC方式，很多时间都浪费在高低电平的等待时间上，导致其他任务时间很紧迫。于是想到使用硬件IIC的中断方式，来提升效率。

查看了下库自带的例程，使用的是查询方式，使用了大量的while来等待状态标志完成。移植过来，虽然可以跑通，但使用的是查询方式，效率本质上和模拟IIC是一样的。于是自己便把手册里的IIC模块看了一遍，自己根据手册来写硬件IIC的中断模式。

上图是传感器的通讯时序，属于标准的IIC通信，这里不做进一步展开，详细可以参看IIC总线规范。应用中，MCU做主机，传感器做从机。MCU先工作在主发送器模式，然后工作在主接收器模式。在默认状态下，MCU接口工作于从模式。接口在生成起始条件后自动地从从模式切换到主模式；当仲裁丢失或产生停止信号时，则从主模式切换到从模式。在应用手册中，详细给出了IIC主模式的操作要求及顺序：

这里需要注意的是怎样结束通信，然后重启通信，以便获取下一个传感器的数据。应用手册根据情况分为了三种，我这里使用的是第一种方式，也就是把IIC的中断优先级设置为最高。下面我以流程图的方式，把整个过程表示出来，然后再据此给出相应的代码，代码在中断中以状态机的方式进行。

先进行IIC管脚GPIO的配置：

接着进行IIC的配置(中断先不使能，在初始化完传感器之后再使能。我这里把IIC的事件中断优先级设置为最高，若不是，IIC的结束操作需参照应用手册中相应的情况进行)：

中断中的状态机如下：

void I2C2_EV_IRQHandler(void)

{

switch(IIC2_State)

{

case 0:

if(I2C_GetINTStatus(I2C2, I2C_INT_STARTF))

{

I2C_ClearITPendingBit(I2C2, I2C_INT_STARTF);

(void)(I2C2->STS1);

I2C_Send7bitAddress(I2C2, ALS31300_ADR[IIC_Device], I2C_Direction_Transmit);

IIC2_State++;

}

else

{

I2C2->STS1 = 0;

}

break;

case 1:

if(I2C_GetINTStatus(I2C2, I2C_INT_ADDRF))

{

I2C_ClearITPendingBit(I2C2, I2C_INT_ADDRF);

(void)(I2C2->STS1);

(void)(I2C2->STS2);

I2C_SendData(I2C2, 0x28);

IIC2_State++;

}

else

{

I2C2->STS1 = 0;

}

break;

case 2:

if(I2C_GetINTStatus(I2C2, I2C_INT_TDE))

{

I2C_ClearITPendingBit(I2C2, I2C_INT_TDE);

I2C_ClearITPendingBit(I2C2, I2C_INT_BTFF);

(void)(I2C2->STS1);

I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE); /* Send STRAT condition a second time */

IIC2_State++;

}

else

{

I2C2->STS1 = 0;

}

break;

case 3:

if(I2C_GetINTStatus(I2C2, I2C_INT_STARTF))

{

I2C_ClearITPendingBit(I2C2, I2C_INT_STARTF);

(void)(I2C2->STS1);

I2C_Send7bitAddress(I2C2, ALS31300_ADR[IIC_Device],

I2C_Direction_Receive);

IIC2_State++;

}

else

{

I2C2->STS1 = 0;

}

break;

case 4:

if(I2C_GetINTStatus(I2C2, I2C_INT_ADDRF))

{

I2C_ClearITPendingBit(I2C2, I2C_INT_ADDRF);

(void)(I2C2->STS1);

(void)(I2C2->STS2);

IIC2_State++;

}

else

{

I2C2->STS1 = 0;

}

break;

case 5:

if(I2C_GetINTStatus(I2C2, I2C_INT_RDNE))

{

I2C_ClearITPendingBit(I2C2, I2C_INT_RDNE);

(void)(I2C2->STS1);

ALS31300_Reg_Data[IIC_Device][IIC_Rec_Num] = I2C_ReceiveData(I2C2);

IIC_Rec_Num++;

if(IIC_Rec_Num >= 6)

{

IIC2_State++;

}

}

else

{

I2C2->STS1 = 0;

}

break;

case 6:

if(I2C_GetINTStatus(I2C2, I2C_INT_RDNE))

{

I2C_ClearITPendingBit(I2C2, I2C_INT_RDNE);

(void)(I2C2->STS1);

ALS31300_Reg_Data[IIC_Device][IIC_Rec_Num] = I2C_ReceiveData(I2C2);

I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, DISABLE);

I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);

IIC_Rec_Num++;

IIC2_State++;

}

else

{

I2C2->STS1 = 0;

}

break;

case 7:

if(I2C_GetINTStatus(I2C2, I2C_INT_RDNE))

{

I2C_ClearITPendingBit(I2C2, I2C_INT_RDNE);

(void)(I2C2->STS1);

ALS31300_Reg_Data[IIC_Device][IIC_Rec_Num] =

I2C_ReceiveData(I2C2);

IIC_Device++;

if(IIC_Device >= 3)

{

IIC_Device = 0;

IIC_Rec_OK = 1;

}

I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, ENABLE);

I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);

IIC_Rec_Num = 0;

IIC2_State = 0;

}

else

{

I2C2->STS1 = 0;

}

break;

default:

I2C2->STS1 = 0;

break;

}

}

初始化之后，产生开始信号之后，使能中断，此后就一直在中断的状态机中往复进行了：#define IIC_TIMEOUT 1000

IIC2_GPIO_Config();

IIC2_Config();

time_count = IIC_TIMEOUT;

while(I2C_GetFlagStatus(I2C2, I2C_FLAG_BUSYF))

{

time_count--;

if(0 == time_count)

{

IIC_Wrong_Count++;

return;

}

}

I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, ENABLE);

I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);

//初始化之后再开中断，只在读操作中使用中断

I2C_INTConfig(I2C2, I2C_INT_EVT | I2C_INT_BUF | I2C_INT_ERR, ENABLE);

编译调试，咦，状态机一直停留在0状态，也就是卡在总线一直BUSY。BUSY死锁时，用示波器查看I2C信号，SCL、SDA均为低电平。查看应用手册，当IIC的SDA或SCL为低电平时，硬件会置BUSYF位。

于是把IIC的GPIO初始化修改一下，先配置为推挽输出高电平，使SDA和SCL管脚为高电平，再配置为复用开漏模式：

修改完后，再编译重试，状态机正常，数据获取正常。

总结：花了一天的时间进行STM32的硬件IIC中断模式，发现并不像网上说的那么难用。其实应用手册中都有给出详细的过程，即使过程中出现问题，应用手册中也指出了相应的原因。只要耐心阅读手册，一步一步跟着来，很快就能调通。