簡(jiǎn)介面向STM32/GD32嵌入式開(kāi)發(fā)者提供一套C語(yǔ)言編寫的模擬I2C從機(jī)demo代碼解決MCU缺少硬件I2C從機(jī)控制器、或應(yīng)用場(chǎng)景不適合占用中斷資源時(shí)的從機(jī)通信問(wèn)題。代碼在GD32F130平臺(tái)驗(yàn)證思路可遷移到其他STM32系列主機(jī)讀取時(shí)序START ADDW REG START ADDR REG1 REG2 CRC與主機(jī)寫時(shí)序START ADDW REG1 REG2 CRC均已覆蓋并通過(guò)自動(dòng)識(shí)別ACK區(qū)分start信號(hào)與直接寫數(shù)據(jù)令總線解析更簡(jiǎn)潔。資源為RAR壓縮包僅2KB包含1個(gè)C源文件與1個(gè)頭文件頭文件承載接口與參數(shù)宏方便按工程調(diào)整引腳和通信參數(shù)。作者在50K速率下測(cè)試不丟包且全程無(wú)需中斷資源對(duì)定時(shí)器和GPIO占用極低適合資源較緊張的嵌入式場(chǎng)景?，F(xiàn)有1144人學(xué)習(xí)可直接參考移植適合正在調(diào)試I2C通信或想擺脫硬件從機(jī)模塊限制的開(kāi)發(fā)者。 做模擬I2C從機(jī)這件事我最初是在一個(gè)用STM32F407做數(shù)據(jù)采集的項(xiàng)目里被逼出來(lái)的——主控板是現(xiàn)成的要對(duì)接一個(gè)只能當(dāng)I2C主機(jī)的傳感器模塊可板上的硬件I2C外設(shè)已經(jīng)被占用了一半。網(wǎng)上搜了一圈模擬主機(jī)的資料確實(shí)多但模擬從機(jī)的demo少得可憐。從機(jī)是被動(dòng)角色主機(jī)什么時(shí)候拉SCL、什么時(shí)候切換SDA從機(jī)完全說(shuō)了不算所有的判斷都得靠中斷里的邊沿檢測(cè)時(shí)機(jī)差一點(diǎn)數(shù)據(jù)就錯(cuò)了。這篇文章把我實(shí)際調(diào)通的STM32模擬I2C從機(jī)demo代碼拆開(kāi)講說(shuō)說(shuō)狀態(tài)機(jī)怎么設(shè)計(jì)、SCL和SDA兩個(gè)外部中斷怎么配合、開(kāi)漏輸出怎么處理以及我在這中間踩過(guò)的幾個(gè)坑。1. 什么情況下必須用模擬I2C從機(jī)1.1 硬件I2C從機(jī)的限制很多人覺(jué)得用MCU內(nèi)置的硬件I2C外設(shè)從機(jī)模式不就行了如果引腳和資源都富余硬件方案確實(shí)是首選省心、時(shí)序準(zhǔn)確、不占CPU。但實(shí)際項(xiàng)目里你總會(huì)碰到幾個(gè)尷尬情況引腳不夠用了只剩兩個(gè)普通GPIO而硬件I2C引腳恰好被別的功能占著我就是這個(gè)情況。硬件I2C從機(jī)在低功耗模式下喚醒不及時(shí)總線上有起始條件來(lái)了從機(jī)還沒(méi)準(zhǔn)備好。項(xiàng)目里已經(jīng)有別的模塊占用了I2C外設(shè)同一個(gè)MCU里掛了兩個(gè)從機(jī)硬件資源不夠分。換芯片換到一半新芯片的硬件I2C與外設(shè)引腳的映射對(duì)不上但又不能改板子。另外還有一個(gè)體驗(yàn)上的問(wèn)題不同廠家芯片的硬件I2C實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)差異很大尤其從機(jī)模式下的時(shí)序容錯(cuò)處理不太一樣調(diào)試的時(shí)候想用一個(gè)統(tǒng)一方案覆蓋所有芯片模擬反而更可控。1.2 模擬方案適合什么場(chǎng)景模擬I2C從機(jī)說(shuō)白了就是用GPIO外部中斷跟蹤SCL和SDA的每一個(gè)邊沿把I2C協(xié)議翻譯成一串狀態(tài)轉(zhuǎn)移。它適合以下場(chǎng)景對(duì)時(shí)序要求不算極端的總線100kHz標(biāo)準(zhǔn)模式下完全夠用400kHz快速模式經(jīng)過(guò)優(yōu)化也能跑。通信頻率不高的傳感器數(shù)據(jù)交互比如讀取溫濕度、電池電量、配置參數(shù)等。需要快速移植到不同MCU平臺(tái)只要改引腳配置和中斷服務(wù)函數(shù)就行。學(xué)習(xí)I2C協(xié)議的好途徑——把狀態(tài)機(jī)寫一遍比看十遍時(shí)序圖都管用。如果項(xiàng)目里跑的是1MHz以上的高速I2C或者主機(jī)連續(xù)讀寫超大塊數(shù)據(jù)不允許任何時(shí)間偏差那還是老實(shí)選硬件I2C外設(shè)模擬方案在這種場(chǎng)景下性價(jià)比不高。2. 模擬I2C從機(jī)的狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)思路2.1 從機(jī)視角重新理解I2C時(shí)序?qū)憦臋C(jī)模擬代碼前先把協(xié)議站在從機(jī)角度捋一遍這和寫主機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的視角完全不一樣。主機(jī)知道時(shí)鐘什么時(shí)候來(lái)從機(jī)只能在中斷里被動(dòng)地接住每一個(gè)邊沿。I2C通信的關(guān)鍵事件如下起始條件SCL為高時(shí)SDA產(chǎn)生一個(gè)下降沿這是通信開(kāi)始的敲門聲。地址階段隨后8個(gè)SCL脈沖內(nèi)主機(jī)依次發(fā)送7位地址1位讀寫標(biāo)志從機(jī)在每個(gè)SCL上升沿采樣一次SDA。應(yīng)答階段第9個(gè)SCL脈沖地址匹配的從機(jī)要把SDA拉低ACK不匹配就釋放SDANACK。數(shù)據(jù)傳輸方向由地址第0位決定。寫操作時(shí)從機(jī)在每個(gè)字節(jié)后給ACK讀操作時(shí)從機(jī)在SCL低電平期間改變SDA數(shù)據(jù)主機(jī)在SCL高電平期間采樣第9個(gè)脈沖主機(jī)回ACK表示還要繼續(xù)讀回NACK表示停止。停止條件SCL為高時(shí)SDA產(chǎn)生一個(gè)上升沿。特別注意一點(diǎn)模擬從機(jī)里起始條件和停止條件的檢測(cè)非常容易漏因?yàn)檫@時(shí)候SCL沒(méi)有變化只有SDA變了如果只監(jiān)聽(tīng)SCL中斷起始條件根本不會(huì)觸發(fā)。這也是很多新手寫模擬從機(jī)時(shí)數(shù)據(jù)一直對(duì)不上的主要原因。2.2 中斷選型與引腳配置方案我的方案是兩條線都接外部中斷并且都是雙邊沿觸發(fā)SCL接EXTI上升沿采樣數(shù)據(jù)下降沿判定階段切換、準(zhǔn)備ACK/下一bit。SDA也接EXTI用于起始/停止條件檢測(cè)中斷處理里先判斷SCL的電平若SCL為高且SDA有邊沿說(shuō)明是起始或停止事件若SCL為低說(shuō)明只是普通的數(shù)據(jù)變化忽略。引腳配置上有個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)SDA既要能讀檢測(cè)邊沿、采樣數(shù)據(jù)又要能寫發(fā)送ACK、發(fā)送數(shù)據(jù)。如果把它配成輸入中斷模式就沒(méi)辦法拉低SDA配成開(kāi)漏輸出模式又擔(dān)心外部中斷不觸發(fā)。其實(shí)在STM32上開(kāi)漏輸出模式下把ODR寫1時(shí)引腳等于高阻釋放IDR仍然可以讀到引腳電平EXTI中斷檢測(cè)的是IDR的電平變化兩者完全不沖突。所以SDA的正確配置是開(kāi)漏輸出模式初始把ODR置1釋放然后手動(dòng)使能EXTI中斷。這樣既能在需要時(shí)拉低SDA又能在總線上出現(xiàn)起始/停止條件時(shí)觸發(fā)中斷。初始化代碼我在第3節(jié)給出。2.3 狀態(tài)機(jī)定義與轉(zhuǎn)移條件我把從機(jī)的整個(gè)工作過(guò)程拆成8個(gè)狀態(tài)typedef enum { I2C_STATE_IDLE 0, /* 空閑等待起始條件 */ I2C_STATE_RX_ADDR, /* 接收地址讀寫位 */ I2C_STATE_ACK_ADDR, /* 地址應(yīng)答等待完成 */ I2C_STATE_RX_DATA, /* 接收數(shù)據(jù)寫操作 */ I2C_STATE_ACK_DATA, /* 數(shù)據(jù)應(yīng)答等待完成 */ I2C_STATE_TX_DATA, /* 發(fā)送數(shù)據(jù)讀操作 */ I2C_STATE_STOP /* 停止條件 */ } I2C_SlaveState;狀態(tài)轉(zhuǎn)移的核心邏輯是SCL上升沿負(fù)責(zé)收數(shù)據(jù)采樣SDASCL下降沿負(fù)責(zé)換階段切換狀態(tài)、準(zhǔn)備ACK或下一位數(shù)據(jù)。地址階段和數(shù)據(jù)接收階段雖然都是8個(gè)bit的采樣過(guò)程但收完后的處理不同——地址收完要判斷是否匹配數(shù)據(jù)收完要存緩沖區(qū)。因此我用一個(gè)bit_count變量區(qū)分當(dāng)前收了多少位在SCL下降沿檢查這個(gè)計(jì)數(shù)。另外要設(shè)計(jì)好超時(shí)保護(hù)。如果主機(jī)在通信中途掉線比如只發(fā)了起始條件就掛死從機(jī)狀態(tài)機(jī)會(huì)一直停在RX_ADDR狀態(tài)這時(shí)后面再來(lái)的數(shù)據(jù)會(huì)被誤當(dāng)?shù)刂诽幚?。可以在主循環(huán)里加一個(gè)超時(shí)檢查超過(guò)比如10ms沒(méi)收到新的SCL邊沿就強(qiáng)制回IDLE。3. 手把手實(shí)現(xiàn)的Demo代碼3.1 引腳初始化SDA開(kāi)漏輸出外部中斷的配置我用的型號(hào)是STM32F103SCL接PA6SDA接PA7從機(jī)地址設(shè)為0x32。工程基于HAL庫(kù)但SDA的外部中斷部分用寄存器手動(dòng)打開(kāi)因?yàn)镠AL庫(kù)沒(méi)有直接提供開(kāi)漏輸出EXTI的組合模式。void I2C_Slave_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct {0}; __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); /* SCL浮空輸入 雙邊沿外部中斷 */ GPIO_InitStruct.Pin GPIO_PIN_6; GPIO_InitStruct.Mode GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING; GPIO_InitStruct.Pull GPIO_PULLUP; HAL_GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStruct); /* SDA開(kāi)漏輸出初始釋放 */ GPIO_InitStruct.Pin 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(GPIOA, GPIO_InitStruct); HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET); /* 手動(dòng)配置SDA的EXTI上升沿下降沿都觸發(fā) */ GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource7); EXTI-IMR | EXTI_IMR_MR7; EXTI-RTSR | EXTI_RTSR_TR7; EXTI-FTSR | EXTI_FTSR_TR7; HAL_NVIC_SetPriority(EXTI9_5_IRQn, 1, 0); HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI9_5_IRQn); }這里有個(gè)細(xì)節(jié)值得說(shuō)明GPIO_PULLUP對(duì)開(kāi)漏輸出模式是不生效的所以SDA的上下拉要由外部上拉電阻決定。PCB上I2C總線必須要有上拉電阻一般4.7k到10k比較常見(jiàn)如果沒(méi)有通信會(huì)隨機(jī)失敗。SCL配成上拉輸入是為了防止總線空閑時(shí)引腳浮空誤觸發(fā)中斷。3.2 起始/停止條件的檢測(cè)SDA的中斷函數(shù)是整套代碼里最需要抓住時(shí)機(jī)的地方。進(jìn)入中斷后第一件事就是讀SCL的電平判斷這次SDA變化是起始/停止還是普通數(shù)據(jù)位變化void EXTI9_5_IRQHandler(void) { /* SCL中斷處理略見(jiàn)3.3節(jié) */ /* SDA中斷檢測(cè)起始/停止條件 */ if (EXTI-PR EXTI_PR_PR7) { EXTI-PR EXTI_PR_PR7; if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_6) GPIO_PIN_SET) { /* SCL為高說(shuō)明SDA變更是起始或停止信號(hào) */ if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_7) GPIO_PIN_RESET) { /* 下降沿起始條件 */ i2c_state I2C_STATE_RX_ADDR; bit_count 0; shift_reg 0; i2c_rx_done 0; } else { /* 上升沿停止條件 */ if (i2c_state I2C_STATE_RX_DATA bit_count 0) { i2c_rx_done 1; /* 標(biāo)記一幀接收完成 */ } i2c_state I2C_STATE_IDLE; } } /* 如果SCL為低這只是數(shù)據(jù)位翻轉(zhuǎn)直接忽略 */ } }實(shí)際調(diào)試時(shí)我遇到過(guò)一種情況上位機(jī)主機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)過(guò)程中SDA的電平變化點(diǎn)與SCL下降沿幾乎重疊。這時(shí)候SDA中斷里讀到的SCL電平可能已經(jīng)是下降了或者恰好還在高電平導(dǎo)致誤判。我的解決辦法是在初始化時(shí)把SCL的采樣放在中斷入口處并且用一小段延時(shí)或重復(fù)采樣做去抖。更穩(wěn)的辦法是稍微滯后一點(diǎn)再采樣但中斷里不適合做長(zhǎng)時(shí)間延時(shí)所以重復(fù)讀兩次取多數(shù)值是比較實(shí)用的做法。3.3 地址匹配與ACK/NACK處理SCL中斷承擔(dān)了狀態(tài)機(jī)的核心推進(jìn)工作。我把上升沿和下降沿分開(kāi)處理。上升沿采樣SDA數(shù)據(jù)/* SCL上升沿從數(shù)據(jù)線上采樣1個(gè)bit */ if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_6) GPIO_PIN_SET) { if (i2c_state I2C_STATE_RX_ADDR || i2c_state I2C_STATE_RX_DATA) { shift_reg 1; if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_7) GPIO_PIN_SET) { shift_reg | 0x01; } bit_count; } }SCL下降沿要處理的事情更多。這里的關(guān)鍵是區(qū)分剛好收滿8位和第9個(gè)時(shí)鐘結(jié)束兩個(gè)時(shí)刻。假設(shè)執(zhí)行到以下SCL下降沿代碼時(shí)如果地址剛好收到8位表示要進(jìn)入ACK階段了如果狀態(tài)是ACK_ADDR表示ACK階段結(jié)束了else { /* SCL下降沿 */ if (i2c_state I2C_STATE_RX_ADDR bit_count 8) { /* 8位地址含讀寫位收滿 */ i2c_addr shift_reg 1; /* 7位從機(jī)地址 */ i2c_is_read shift_reg 0x01; /* 最低位是讀寫標(biāo)志 */ if (i2c_addr I2C_SLAVE_ADDR) { SDA_LOW(); /* 地址匹配拉低SDA應(yīng)答 */ i2c_state I2C_STATE_ACK_ADDR; } else { SDA_RELEASE(); /* 地址不匹配不響應(yīng) */ i2c_state I2C_STATE_IDLE; } bit_count 0; shift_reg 0; } else if (i2c_state I2C_STATE_ACK_ADDR) { /* 第9個(gè)時(shí)鐘結(jié)束ACK階段完成 */ SDA_RELEASE(); if (i2c_is_read) { /* 主機(jī)要讀數(shù)據(jù) */ i2c_state I2C_STATE_TX_DATA; i2c_tx_index 0; bit_count 0; /* 預(yù)置第一個(gè)數(shù)據(jù)位 */ if (i2c_tx_len 0 (i2c_tx_buf[0] 0x80) ! 0) { SDA_RELEASE(); } else { SDA_LOW(); } bit_count 1; } else { /* 主機(jī)要寫數(shù)據(jù) */ i2c_state I2C_STATE_RX_DATA; bit_count 0; shift_reg 0; } } else if (i2c_state I2C_STATE_RX_DATA bit_count 8) { /* 一個(gè)完整數(shù)據(jù)字節(jié)收滿 */ if (i2c_rx_len 15) { i2c_rx_buf[i2c_rx_len] shift_reg; } SDA_LOW(); /* 數(shù)據(jù)應(yīng)答 */ i2c_state I2C_STATE_ACK_DATA; bit_count 0; shift_reg 0; } else if (i2c_state I2C_STATE_ACK_DATA) { /* 數(shù)據(jù)ACK階段結(jié)束 */ SDA_RELEASE(); i2c_state I2C_STATE_RX_DATA; bit_count 0; shift_reg 0; } else if (i2c_state I2C_STATE_TX_DATA) { /* 發(fā)送數(shù)據(jù)的處理見(jiàn)3.4節(jié) */ } }這里需要注意bit_count 8判斷必須在ACK_ADDR和ACK_DATA之前因?yàn)樗鼈兊挠|發(fā)條件不同。如果把狀態(tài)判斷放在前面會(huì)出現(xiàn)bit_count還停在8就又被ACK狀態(tài)的分支消耗掉的情況狀態(tài)會(huì)錯(cuò)亂。調(diào)試時(shí)可以用一個(gè)狀態(tài)打印函數(shù)把每個(gè)中斷里的狀態(tài)和bit_count打出來(lái)。3.4 數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài)機(jī)的完整實(shí)現(xiàn)讀操作從機(jī)發(fā)送的處理比寫操作繞一些。原因是從機(jī)要主動(dòng)改變SDA電平但又必須在SCL低電平期間改變高電平期間保持穩(wěn)定。我采用的策略是在第9個(gè)ACK時(shí)鐘下降沿后的低電平窗口里預(yù)置第一個(gè)bit然后在后面每個(gè)SCL下降沿準(zhǔn)備下一個(gè)bit。else if (i2c_state I2C_STATE_TX_DATA) { if (bit_count 8) { /* 還沒(méi)發(fā)完8個(gè)bit準(zhǔn)備下一位 */ bit_count; if (bit_count 8) { uint8_t current_byte i2c_tx_buf[i2c_tx_index]; if ((current_byte (0x80 bit_count)) ! 0) { SDA_RELEASE(); } else { SDA_LOW(); } } } else { /* 8個(gè)bit已經(jīng)全部放到總線上第9個(gè)時(shí)鐘讀主機(jī)ACK */ SDA_RELEASE(); if (SDA_READ() GPIO_PIN_RESET) { /* 主機(jī)ACK表示還想要下一個(gè)字節(jié) */ i2c_tx_index; if (i2c_tx_index i2c_tx_len) { bit_count 0; if ((i2c_tx_buf[i2c_tx_index] 0x80) ! 0) { SDA_RELEASE(); } else { SDA_LOW(); } bit_count 1; } else { /* 數(shù)據(jù)已經(jīng)全部發(fā)完 */ i2c_state I2C_STATE_IDLE; } } else { /* 主機(jī)NACK通信結(jié)束 */ i2c_state I2C_STATE_IDLE; } } }寫操作相對(duì)簡(jiǎn)單接收方向的數(shù)據(jù)處理就是不斷采樣、存緩沖區(qū)、給ACK。demo里我維護(hù)了兩個(gè)全局?jǐn)?shù)組volatile uint8_t i2c_rx_buf[16]; /* 寫操作收到的數(shù)據(jù) */ volatile uint8_t i2c_rx_len 0; volatile uint8_t i2c_tx_buf[16] {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05}; volatile uint8_t i2c_tx_len 5; volatile uint8_t i2c_rx_done 0; /* 收到完整一幀后置1主循環(huán)處理 */做讀操作demo時(shí)從機(jī)主動(dòng)發(fā)數(shù)據(jù)這個(gè)動(dòng)作特別容易翻車。我建議先用一個(gè)固定數(shù)組測(cè)試通信確認(rèn)主機(jī)能完整收到數(shù)據(jù)后再改成動(dòng)態(tài)更新。另外發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)如果主機(jī)的ACK信號(hào)從機(jī)沒(méi)讀到比如時(shí)序太緊后續(xù)狀態(tài)就卡死了?？梢栽赥X_DATA狀態(tài)加一個(gè)保護(hù)如果bit_count超過(guò)9還沒(méi)等到正常狀態(tài)轉(zhuǎn)移強(qiáng)制回IDLE。4. 調(diào)試經(jīng)驗(yàn)常見(jiàn)坑與排查方法4.1 邏輯分析儀驗(yàn)證時(shí)序的要點(diǎn)模擬I2C從機(jī)寫好后必須用邏輯分析儀看實(shí)際波形不要只在代碼里打日志。我用的8通道邏輯分析儀采樣率調(diào)到24MHz以上抓SDA和SCL兩根線導(dǎo)出后對(duì)照I2C協(xié)議逐bit核對(duì)。重點(diǎn)看三處起始條件是否被正確識(shí)別波形里SDA在SCL高電平期間形成下降沿后面的地址數(shù)據(jù)能正確對(duì)齊。ACK/NACK是否在正確的時(shí)鐘周期出現(xiàn)ACK應(yīng)該在第9個(gè)時(shí)鐘的低電平期間被拉低高電平期間保持。讀操作方向的數(shù)據(jù)位是否建立正確SDA的變化應(yīng)該發(fā)生在SCL低電平期間每個(gè)SCL高電平期間SDA必須穩(wěn)定。邏輯分析儀上如果發(fā)現(xiàn)ACK時(shí)序?qū)α说恢闷艘粋€(gè)相位多半是狀態(tài)機(jī)的下降沿/上升沿判斷反了。我曾犯過(guò)的錯(cuò)誤是把拉低SDA應(yīng)答放在了第8個(gè)時(shí)鐘的上升沿結(jié)果主機(jī)看到的是數(shù)據(jù)位不是ACK。4.2 實(shí)測(cè)中遇到的4個(gè)典型問(wèn)題問(wèn)題現(xiàn)象可能原因解決方案主機(jī)找不到從機(jī)NACKSDA開(kāi)漏模式下ODR沒(méi)初始化成1總線被拉死初始化后寫GPIO_PIN_SET釋放SDA起始條件偶爾丟失主機(jī)的SDA變化時(shí)間與SCL高電平窗口重疊在SDA中斷里去抖重復(fù)讀SCL確認(rèn)降低I2C主機(jī)的傳輸速度讀數(shù)據(jù)時(shí)第一個(gè)字節(jié)是0xFF發(fā)送模式下第一位預(yù)置的時(shí)機(jī)太晚主機(jī)已采樣在ACK_ADDR的下降沿就預(yù)置第一個(gè)bit而不是等TX_DATA的下降沿?cái)?shù)據(jù)塊接收完后缺最后一個(gè)字節(jié)停止條件到來(lái)前從機(jī)沒(méi)有保存最后一字節(jié)在SDA中斷的停止條件分支里判斷bit_count若等于8也要存入緩沖區(qū)并置rx_done第一個(gè)問(wèn)題很隱蔽。SDA配置成開(kāi)漏輸出后如果ODR默認(rèn)是0SDA會(huì)被一直拉低總線忙任何主機(jī)都起不了通信。初始化把ODR置1相當(dāng)于釋放總線這是必須的一步。第二個(gè)問(wèn)題我在調(diào)試時(shí)遇到了好幾次。主機(jī)的起始條件要求SDA下降沿后保持至少0.6us快速模式到4.7us標(biāo)準(zhǔn)模式如果MCU在SDA中斷里處理時(shí)間太長(zhǎng)還沒(méi)退出中斷SCL就開(kāi)始翻轉(zhuǎn)后面的采樣就會(huì)錯(cuò)位。解決辦法一是優(yōu)化中斷函數(shù)把耗時(shí)操作移到主循環(huán);二是把主機(jī)的I2C時(shí)鐘降一檔比如從400kHz降到100kHz。第四個(gè)問(wèn)題也值得展開(kāi)。寫操作最后主機(jī)發(fā)完最后一字節(jié)數(shù)據(jù)后會(huì)發(fā)出停止條件SCL高電平時(shí)SDA上升沿。這時(shí)從機(jī)的狀態(tài)可能還停在RX_DATAbit_count等于8但還沒(méi)進(jìn)入ACK_DATA分支。所以我特意在SDA中斷的停止條件判斷里加了bit_count 8的判斷把最后一字節(jié)保存。這個(gè)坑如果不處理主機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)總是少收到最后一字節(jié)數(shù)據(jù)。我在實(shí)際調(diào)試中還有一個(gè)體會(huì)如果項(xiàng)目里主機(jī)和從機(jī)都是自己寫的建議先跑通主機(jī)寫、從機(jī)收這一方向再跑反方向。兩個(gè)方向都能穩(wěn)定跑過(guò)1000次后再上業(yè)務(wù)邏輯。模擬從機(jī)的核心問(wèn)題不是代碼復(fù)雜度而是對(duì)時(shí)序細(xì)節(jié)的把握把中斷優(yōu)先級(jí)處理好、狀態(tài)機(jī)梳理清楚后面移植到別的MCU也就是改改引腳的事情。這個(gè)demo后續(xù)還可以擴(kuò)展時(shí)鐘拉伸、多字節(jié)寄存器讀寫、錯(cuò)誤重試等功能底子打好了加功能就是水到渠成的事。本文還有配套的精品資源點(diǎn)擊獲取