STM32HAL库读取BQ40Z80硬件I2C+freertos的死锁问题解决_stm32 i2c死锁恢复

STM32HAL库硬件I2C加上freertos有个致命的问题，一旦在硬件I2C的读取过程中出现调度其他任务的情况就会出现死锁。
下面对该问题采取了两种方式，一种是再读取过程中关闭调度，但是仍然有几率死锁。第二种是对I2C的GPIO拉低再拉高,并且重置I2C的初始化。经过验证，两种方式一起上的效果是最好的。

逻辑分析仪问题分析

首先硬件I2C死锁的情况到底是怎么样的，我这边需要先验证一下，通过逻辑分析仪可以看到：

I2C死锁的时候SCL、SDA都被拉低了

在I2C读取的时候关闭freertos调度器

首先排查的是可能其他的freertos任务在硬件I2C读取的时候进行了调度导致的。
对调度器进行了关闭，可以看到情况改善了很多，但是仍然有概率会导致死锁。
特别是我这个程序一烧代码就会死锁，但是重置一下就不会了

    vTaskSuspendAll();//关闭其它调度
    //读取数据部分
    xTaskResumeAll();//开启其他调度
1
2
3

重置GPIO引脚,并重新初始化

以下是个人I2C的代码

I2C_HandleTypeDef hi2c1;

void MX_I2C1_Init(void)
{

    /* USER CODE BEGIN I2C1_Init 0 */
    /* USER CODE END I2C1_Init 0 */

    /* USER CODE BEGIN I2C1_Init 1 */

    /* USER CODE END I2C1_Init 1 */
    hi2c1.Instance = I2C1;
    hi2c1.Init.Timing = 0x20303E5D;
    hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
    hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
    hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
    hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
    hi2c1.Init.OwnAddress2Masks = I2C_OA2_NOMASK;
    hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
    hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
    if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }

    /** Configure Analogue filter
     */
    if (HAL_I2CEx_ConfigAnalogFilter(&hi2c1, I2C_ANALOGFILTER_ENABLE) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }

    /** Configure Digital filter
     */
    if (HAL_I2CEx_ConfigDigitalFilter(&hi2c1, 0) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }
    /* USER CODE BEGIN I2C1_Init 2 */

    /* USER CODE END I2C1_Init 2 */
}

static void User_I2C2_GeneralPurposeOutput_Init(I2C_HandleTypeDef* i2cHandle)
{

	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	if(i2cHandle->Instance==I2C1)
	{
        /**I2C1 GPIO Configuration
            PB6     ------> I2C1_SCL
            PB7     ------> I2C1_SDA
        */

        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;
		GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
		GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
		HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
	}
}

static void User_I2C2_AlternateFunction_Init(I2C_HandleTypeDef* i2cHandle)
{

	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	if(i2cHandle->Instance==I2C1)
	{
        __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
        /**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_NOPULL;
        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
        GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_I2C1;
        HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

        /* Peripheral clock enable */
        __HAL_RCC_I2C1_CLK_ENABLE();
    }
}

HAL_StatusTypeDef I2C1_reset(void)
{

    __HAL_RCC_I2C1_CLK_DISABLE();

	hi2c1.ErrorCode = HAL_I2C_ERROR_AF;
	/* 1. Disable the I2C peripheral by clearing the PE bit in I2Cx_CR1 register */
	__HAL_I2C_DISABLE(&hi2c1);
	HAL_GPIO_DeInit(GPIOB, GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7);

	/* 2. Configure the SCL and SDA I/Os as General Purpose Output Open-Drain, High level (Write 1 to GPIOx_ODR) */
	User_I2C2_GeneralPurposeOutput_Init(&hi2c1);
	HAL_Delay(1);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);
	HAL_Delay(1);

	/* 3. Check SCL and SDA High level in GPIOx_IDR */
	if ((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_6) != GPIO_PIN_RESET)||(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_7) != GPIO_PIN_RESET))
	{
		return HAL_ERROR;
	}

	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);
	HAL_Delay(1);
	if ((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_6) != GPIO_PIN_RESET)||(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_7) != GPIO_PIN_RESET))
	{
		return HAL_ERROR;
	}

	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET);
	HAL_Delay(1);
	if ((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_10) != GPIO_PIN_SET)||(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_11) != GPIO_PIN_SET))
	{
		return HAL_ERROR;
	}

	/* 12. Configure the SCL and SDA I/Os as Alternate function Open-Drain. */
	HAL_GPIO_DeInit(GPIOB, GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7);
	User_I2C2_AlternateFunction_Init(&hi2c1);

	HAL_Delay(2);
	/* 15. Enable the I2C peripheral by setting the PE bit in I2Cx_CR1 register */
	MX_I2C1_Init();
	return HAL_OK;
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131

实践

最终在读取失败的时候对I2C进行重置。

uint8_t bq40z80_update_current(BQ40Z80_DATA_T* dev){
    uint8_t temp[2] = {0};
    //scale = 3
    if(bq40z80_get_sbs_reg_value(BQ40Z80_DEV_CMD_CURRENT, temp, 2) > 0){
        dev->current = 3.0f * 0.001* ((int16_t)(temp[0] | temp[1] << 8));
        return TRUE;
    }
    I2C1_reset();
    return FALSE;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

问题解决后的逻辑分析仪

可以看到数据经过重置后，开始正常读取了。

小小一个bug可真是搞死人啊。
总算是有稳定的硬件I2C了。