GD32 单片机 硬件I2C死锁解决方法

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了GD32 单片机 硬件I2C死锁解决方法。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

死锁的复现方式

  • 在I2C恢复函数下个断点(检测到I2C多次超时之后,应该能跳转到I2C恢复函数)
  • 使用镊子,将SCL与SDA短接,很快就能看到程序停到恢复函数的断点上,此时再执行恢复函数,看能否正常走出(可在回复函数中写个死循环,只有I2C正常才跳出,检测I2C正常的办法,可以读从设备的ID)
  • void HAL_I2C_MspInit(I2C_HandleTypeDef *i2cHandle)
    {
    
      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
      if (i2cHandle->Instance == I2C1)
      {
        /* USER CODE BEGIN I2C1_MspInit 0 */
    
        /* USER CODE END I2C1_MspInit 0 */
    
        __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    
        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7;
        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
        GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
        HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    
        for (int i = 0; i < 10; ++i)
        {
          HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);
          HAL_Delay(1);
          HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET);
          HAL_Delay(1);
        }
    
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET);
    
        HAL_Delay(1);
        i2cHandle->Instance->CR1 |= I2C_CR1_SWRST; //复位I2C控制器
        HAL_Delay(1);
        i2cHandle->Instance->CR1 = 0; //解除复位(不会自动清除)
    
        /**I2C1 GPIO Configuration    
        PB6     ------> I2C1_SCL
        PB7     ------> I2C1_SDA 
        */
        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7;
        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;
        GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
        GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C1;
        HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    
        /* I2C1 clock enable */
        __HAL_RCC_I2C1_CLK_ENABLE();
        /* USER CODE BEGIN I2C1_MspInit 1 */
    
        /* USER CODE END I2C1_MspInit 1 */
      }
    }
    
    
    /* USER CODE BEGIN 1 */
    void I2C_Reset()
    {
      HAL_I2C_MspDeInit(&hi2c1);
      hi2c1.State = HAL_I2C_STATE_RESET;
      MX_I2C1_Init();
      // 硬件i2c会出现死锁,当超时次数达到一定数量,即很有可能是发生了死锁
      // 所谓死锁是指主机与从机互相等待,主机以为总线在从机手上控制,从机以为总线在主机手上控制,一直再等待对方释放总线
    }
    

    死锁的解决方法

  1. 释放IO口为GPIO,复位句柄状态标志,改为IO方式
  2. 将SDA改为高电平 
  3. 将SCK发送9个时钟  为高电平时,测试SDA是否为低电平完成死锁。

通过模拟几种情形来实际体会一下(从机对SDA的操作红色表示):

如果在地址字节第9个CLK拉高后主机复位。在模拟的第一个时钟低电平期间就可以看到SDA的释放,随后主机先拉低SDA,再模拟一个STOP结束条件。

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在数据字节第2个CLK拉高后主机复位,在第二个模拟的时钟低电平期间才看到SDA释放

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在数据字节第6个CLK拉高后主机复位,在第三个模拟的时钟低电平期间才看到SDA释放

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通过以上三种情况的分析,想必你已经非常清楚改如何处理了,最后附上一个程序处理流程图:

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SCL挂死

I2C从机主动拉低SCL线在规范中是一个合法的行为,称之为Clock Stretching(时钟扩展,我一般叫他时钟同步)。通常是主机请求数据( 收或者发)后从机需要一些时间处理,且没有多余Buffer可以接收接或者提供接下来的数据的时候从机则会拉低SCL一段时间直到有新的数据准备好。

SCL挂死(也就是前面所说一直拉低SCL)这种情况在标准I2C从器件上基本不会出现,因为只要芯片还在正常工作buffer总算有准备好的时候,自然就就释放SCL了。往往是使用用户使用MCU作为I2C从机时,程序设计上的问题导致MCU无法读取&填充buffer而导致,重点分析MCU I2C中断服务程序。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-745815.html

  1. I2C中断服务程序被意外屏蔽
  2. 中断服务程序中陷入了一些标志位查询的while(flag != xxx)死循环
  3. I2C功能系统被意外禁止

到了这里,关于GD32 单片机 硬件I2C死锁解决方法的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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