GD32 MCU碰到IIC總線卡死怎么辦？

大家在使用MCU IIC通信時(shí)，若碰到設(shè)備復(fù)位或者總線干擾等情況，可能會(huì)導(dǎo)致IIC總線卡死，表現(xiàn)上總線上SDA或者SCL其中一根線為低電平，IIC總線一直處于busy狀態(tài)。此時(shí)若代碼上一直等待總線空閑，則可能導(dǎo)致軟件死機(jī)，為解決該問題，本視頻提供了軟件配置釋放IIC總線的方法。

首先為大家介紹發(fā)生IIC總線卡死的兩種情況：（1）主機(jī)在發(fā)送 START 信號(hào)后， 控制 SCL 產(chǎn)生 8 個(gè)時(shí)鐘脈沖，然后拉低 SCL 信號(hào)為低電平，在這個(gè)時(shí)候，從設(shè)備輸出應(yīng)答信號(hào)，將 SDA 信號(hào)拉為低電平。如果這個(gè)時(shí)候主機(jī)異常復(fù)位， SCL 就會(huì)被釋放為高電平。此時(shí)，如果從機(jī)沒有復(fù)位，就會(huì)繼續(xù) I2C 的應(yīng)答，將 SDA一直拉為低電平，直到 SCL 變?yōu)榈碗娖?，才?huì)結(jié)束應(yīng)答信號(hào)。 而由于 I2C 主機(jī)復(fù)位后檢測總線的狀態(tài)，如果 SDA 信號(hào)為低電平，則 I2C 總線被占用，會(huì)一直等待 SCL 和 SDA信號(hào)變?yōu)楦唠娖剑虼?，?I2C 主機(jī)等待從機(jī)釋放 SDA 信號(hào)時(shí)， I2C 從機(jī)又在等待主機(jī)將 SCL 信號(hào)拉低以釋放應(yīng)答信號(hào)，兩者相互等待， I2C 總線進(jìn)入死鎖狀態(tài) ；（2）主機(jī)在發(fā)送 START 信號(hào)后， 控制 SCL 產(chǎn)生 8 個(gè)時(shí)鐘脈沖，然后拉低 SCL 信號(hào)為低電平，在這個(gè)時(shí)候，從設(shè)備輸出應(yīng)答信號(hào)，將 SDA 信號(hào)拉為低電平。如果這個(gè)時(shí)候主機(jī)異常復(fù)位， SCL 就會(huì)被釋放為高電平。此時(shí)，如果從機(jī)沒有復(fù)位，就會(huì)繼續(xù) I2C 的應(yīng)答，將 SDA一直拉為低電平，直到 SCL 變?yōu)榈碗娖?，才?huì)結(jié)束應(yīng)答信號(hào)。 而由于 I2C 主機(jī)復(fù)位后檢測總線的狀態(tài)，如果 SDA 信號(hào)為低電平，則 I2C 總線被占用，會(huì)一直等待 SCL 和 SDA信號(hào)變?yōu)楦唠娖?。因此，?I2C 主機(jī)等待從機(jī)釋放 SDA 信號(hào)時(shí)， I2C 從機(jī)又在等待主機(jī)將 SCL 信號(hào)拉低以釋放應(yīng)答信號(hào)，兩者相互等待， I2C 總線進(jìn)入死鎖狀態(tài) 。

以下為兩種復(fù)位IIC總線卡死的軟件方法，大家可以嘗試使用：

（1）將SDA和SCL配置為推挽輸出，強(qiáng)制輸出stop信號(hào)

在 I2C 主機(jī)復(fù)位后，主機(jī)檢測 I2C 總線一直為 BUSY 狀態(tài)，且超過設(shè)定的時(shí)間，則總線被鎖死。可通過將 I2C 的 SCL 和 SDA 引腳初始化成普通 GPIO 功能，配置成推挽輸出。 先拉高SCL 信號(hào)，在拉高 SDA 信號(hào)，模擬產(chǎn)生一個(gè) STOP 信號(hào)，然后再配置為 I2C 的引腳復(fù)用功能。配置代碼如下所示。

/*! \brief reset i2c bus \param[in] none \param[out] none \retval none */ void i2c_bus_reset() { GPIO_BC(GPIOB) |= GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7; gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7); __nop(); __nop(); __nop(); __nop(); __nop(); GPIO_BOP(GPIOB) |= GPIO_PIN_6; __nop(); __nop(); __nop(); __nop(); __nop(); GPIO_BOP(GPIOB) |= GPIO_PIN_7; gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_AF_OD, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7); } /*! \brief check the I2C is or not busy \param[in] none \param[out] none \retval none */ void check_bus_status(void) { while(i2c_flag_get(I2C0,I2C_FLAG_I2CBSY)) { if(--time_out == 0){ i2c_bus_reset(); } } }

（2）將SCL配置為推挽輸出，強(qiáng)制輸出9個(gè)clk

在 I2C 主機(jī)中增加 I2C 總線恢復(fù)程序。每次 I2C 主設(shè)備復(fù)位后，如果檢測到 SDA 數(shù)據(jù)線被拉低，則控制 I2C 中的 SCL 時(shí)鐘線產(chǎn)生 9 個(gè)時(shí)鐘脈沖(針對(duì) 8 位數(shù)據(jù)的情況)，這樣 I2C 從設(shè)備就可以完成被掛起的操作，從死鎖狀態(tài)中恢復(fù)過來。

I2C 主機(jī)通過將 SCL 引腳初始化為普通 GPIO 功能，配置成推挽輸出。保證連續(xù)發(fā)送 9 個(gè)時(shí)鐘脈沖，為保證后續(xù) I2C 正常通信，先將 I2C 模塊復(fù)位，再置位，最后再配置為 I2C 的引腳復(fù)用功能。配置代碼如下所示。

/*! \brief reset i2c bus \param[in] none \param[out] none \retval none */ void i2c_bus_reset() { uint8_t I = 0; gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_6); /* SCL output clock signal */ for(I = 0; I < 10; i++){ gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_6); delay_1us(2); gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_6); delay_1us(2); } /* reset I2C */ i2c_software_reset_config(I2C0, I2C_SRESET_RESET); i2c_software_reset_config(I2C0, I2C_SRESET_SET); gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_AF_OD, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7); } /*! \brief check the I2C is or not busy \param[in] none \param[out] none \retval none */ void check_bus_status(void) { while(i2c_flag_get(I2C0,I2C_FLAG_I2CBSY)) { if(--time_out == 0){ i2c_bus_reset(); } } }

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