当前位置:   article > 正文

【调试记录】STM32 HAL库硬件I2C从机Seq DMA方式不定长接收和发送_stm32 hal i2c dma

stm32 hal i2c dma

序言

久闻STM32硬件I2C坑多,之前做的项目浅尝主机通信就偶尔遇到总线锁死的bug,网上解决方案也很多,用着也还行。然而作为从机就是另一个大坑了,官方例程少,网上资料少,api也说的不明不白。本文整合各位博主分享的资料,记录和分享调试linux主机与STM32的I2C通信过程中遇到的问题和解决方案,最终在STM32L051C8T单片机实现DMA方式的I2C从机。

单片机资源紧张,性能低但是实时性高。要充分发挥单片机实时特性,在处理低速IO时应该尽量用硬件方式实现,尽可能利用硬件处理数据。DMA就是解放CPU负载的利器。

HAL库API分析

一般来说HAL库的通信io类API分为polling阻塞,IT和DMA方式。而I2C分主从模式,不同I2C器件有不同的协议细节,在此基础还要向上支持SMBus/PMBus等协议,导致API冗杂。API大概可以按以下方式组合:

【主机/从机】-【序列】-【阻塞/中断/DMA】-【收/发】

其中主机模式特有【内存存取】模式

例如:

  • HAL_I2C_Master_Transmit, 为【主机阻塞方式普通发送
  • HAL_I2C_Mem_Read_DMA为【主机DMA方式读从机内存
  • HAL_I2C_Slave_Seq_Transmit_DMA为【从机序列DMA方式发送

【主从机】决定是谁发送SCL

【阻塞/中断/DMA】决定单片机内部存取数据方式,影响CPU和总线使用率

【收/发】决定数据传输方向

参考大佬对HAL库Seq相关API的分析。【内存存取】和【序列】是对基础收发API的更高级封装,前者可以通过单个函数实现对从设备内存的存取,典型用处是存取EEPROM。但是实际上大多数I2C设备通信协议不如EEPROM简单,所以这个API简单使用但局限。后者【序列】方式弥补了适用局限,这类API允许主从机对连续占用和监听,即主机可以不产生Stop而产生ReStart信号,大大扩展了HAL库的适用条件。

然而如同更新HAL_UARTEx_ReceiveToIdle之前一样,STM32L0固件V1.12.0版本不支持任意长度数据收发,只能收发定长数据。实际使用中不可能要求主机收发数据长度固定不变。经过阅读代码和测试,发现从机【序列】方式收发不定长数据会导致I2C句柄报错。主机提前停止收发数据,从机都会报NACK错误,导致无法进入正确回调函数,进行下一轮通信。

代码分析

STM32硬件i2c从机DMA: 基于HAL库函数的STM32单片机I2C从机代码,DMA(Seq)方式通信。 - Gitee.comicon-default.png?t=N7T8https://gitee.com/cq-cn/stm32-hardware-i2c-slave-dma/tree/master/<i2c_slave.c>

  1. typedef struct SLAVE_GVAR_ST{
  2. uint8_t addr;
  3. uint8_t slave_rx[SLAVE_BUF_LEN];
  4. uint8_t slave_tx[SLAVE_BUF_LEN];
  5. uint8_t dir;
  6. uint16_t rxlen;
  7. } slave_gvar_st;
  8. static slave_gvar_st slave_global = {0};

定义收发数组,初始化模块变量。这里将addr和slave_rx变量放在一起方便DMA接受数据时,第一个数据直接填入结构体第一个变量。考虑到主机写入不一定从0地址开始,所以收发数组要独立。dir暂时没用,只凑齐4字节。rxlen是接受长度,不包含地址字节。

  1. void HAL_I2C_ListenCpltCallback(I2C_HandleTypeDef *hi2c)
  2. {
  3. uint16_t addr, rx_len;
  4. if (hi2c->Instance == I2C1)
  5. {
  6. /* write mem : partial data recieved */
  7. if ( __HAL_I2C_GET_FLAG(hi2c, I2C_FLAG_DIR) == I2C_DIRECTION_TRANSMIT )
  8. {
  9. addr = slave_global.addr;
  10. rx_len = SLAVE_RX_BUF_LEN - __HAL_DMA_GET_COUNTER(hi2c->hdmarx) - 1;
  11. slave_global.rxlen = rx_len;
  12. memcpy(slave_global.slave_tx + addr, slave_global.slave_rx, rx_len);
  13. }
  14. /* read mem */
  15. else
  16. {
  17. /* nothing here */
  18. }
  19. }
  20. /* new recv */
  21. slave_start_dma();
  22. }

当主机发数据不满DMA计数时,进入这个回调函数,需要我们字节计算收到的字节数。并开启下一轮通信。 

  1. void HAL_I2C_AddrCallback(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint8_t TransferDirection, uint16_t AddrMatchCode)
  2. {
  3. uint16_t len, addr;
  4. if (hi2c->Instance == I2C1)
  5. {
  6. /* master transmit */
  7. if (TransferDirection == I2C_DIRECTION_TRANSMIT)
  8. {
  9. HAL_I2C_Slave_Seq_Receive_DMA(&hi2c1, (uint8_t*)&slave_global, SLAVE_RX_BUF_LEN, I2C_LAST_FRAME);
  10. }
  11. /* master receive */
  12. else
  13. {
  14. /* read mem */
  15. addr = slave_global.addr;
  16. len = SLAVE_TX_BUF_LEN - addr;
  17. HAL_I2C_Slave_Seq_Transmit_DMA(hi2c, &slave_global.slave_tx[addr], len, I2C_LAST_FRAME);
  18. }
  19. }
  20. UNUSED(AddrMatchCode);
  21. }
  22. /* write mem: all byte recieved */
  23. void slave_dma_cb(void)
  24. {
  25.     if ((__HAL_I2C_GET_FLAG(&hi2c1,  I2C_FLAG_DIR) == I2C_DIRECTION_TRANSMIT) && 
  26.             (slave_global.addr == 0))
  27.     {
  28.         memcpy(slave_global.slave_tx, slave_global.slave_rx, SLAVE_BUF_LEN);
  29.     }
  30.     slave_start_dma();
  31. }

 监听到总线广播从机地址,进入到这个回调函数,在这里判断收发并初始化监听。注意这里的【I2C_LAST_FRAME】参数,会影响到DMA传输完成时的回调函数,这里这样配置会导致DMA传输完成后不调用I2C_DMASlaveReceiveCplt(初始化监听时注册的)。详见这里

当然如果主机收发的字节数刚好和DMA计数一样,我们也应当要开启新一轮传输。于是这里先实现DMA传输完成的回调函数,放到<stm32l0xx_it.c>对应的DMA终端里面,要注意判断DMA通道。

  1. void slave_start_dma(void)
  2. {
  3. HAL_I2C_EnableListen_IT(&hi2c1);
  4. HAL_I2C_Slave_Seq_Receive_DMA(&hi2c1, (uint8_t*)&slave_global, SLAVE_RX_BUF_LEN, I2C_FIRST_FRAME);
  5. }

 从机监听入口函数,在主函数或初始化时调用即可。

参考资料

总结一下首次使用HAL库STM32f030硬件IIC从机中断收发_stm32 i2c 地址中断-CSDN博客文章浏览阅读5.7k次,点赞14次,收藏67次。首先IIC的概念就略过了。这个网上写的很详细。从CUBEMX配置完代码开始吧。手上的项目是一主机,七个从机,从机使用中段收发。关于地址是一个大坑,后续的读写中断也是个坑。从机地址:硬件为I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT时的从机地址时,从机的地址需要左移一位,最低为表示读或者写。比如从机地址I2COwnAddr = 0x0A,左移一位配置为:hi2c1.Init.OwnAddress1 = I2COwnAddr<<1;//从机的地址设置需要左移一位这样从机的配置初始化函_stm32 i2c 地址中断https://blog.csdn.net/stonenth/article/details/122452140STM32 HAL I2C(IIC)通信的序列传输(restart condition)_hal_i2c_slave_seq_receive_it-CSDN博客文章浏览阅读3.3k次,点赞18次,收藏29次。介绍了HAL库的序列传输函数(HAL_I2C_Master/Slave_Seq_Transmit/Receive_IT/DMA)_hal_i2c_slave_seq_receive_ithttps://blog.csdn.net/NeoZng/article/details/128496694STM32F407硬件I2C Slave_hal_i2c_slave_seq_transmit_it-CSDN博客文章浏览阅读3.8k次,点赞7次,收藏29次。MCU:STM32F407ZET6IDE:STM32CubeIDEHAL库硬件I2C当作Slave,模拟EEPROM行为测试工具:树莓派为I2C主机,使用I2C-tools进行测试配置I2C为Slave,从机地址直接在代码中修改,开启中断以下为main.c中的程序/* Includes ------------------------------------------------------------------*/#include "main.h"/* P._hal_i2c_slave_seq_transmit_ithttps://blog.csdn.net/m0_38096844/article/details/106237724

声明:本文内容由网友自发贡献,不代表【wpsshop博客】立场,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有侵权的内容,请联系我们。转载请注明出处:https://www.wpsshop.cn/w/代码探险家/article/detail/786458
推荐阅读
相关标签
  

闽ICP备14008679号