基于STM8S-DISCOVERY的X-NUCLEO-IKS01A3传感器驱动移植

sylar^z

基于STM8S-DISCOVERY的X-NUCLEO-IKS01A3传感器驱动移植 [复制链接]

 

  本次移植X-NUCLEO-IKS01A3传感器驱动是基于STM8S-DISCOVERY开发板的，使用了官方的en.x-cube-mems1.zip资源包。传感器功能通过编译选项逐个开启，开启标志位于iks01a3_conf.h文件中。为了便于查看数据，接入了OLED显示屏，用来显示采集到的传感器数据。

       本次在STM8S-DISCOVERY上移植驱动采用模拟I2C用于通讯。模拟I2C使用了PC6作为SDA，PC7作为SCL。这两个引脚与一组电源和地相邻，便于接线。

在调试过程中，LSM6DSO、LIS2DW12、LIS2MDL、HTS221、LPS22HH五个传感器都比较顺利的调通，得到了传感器数据。而STTS751传感器移植无法通讯，在主芯片发送地址信息后，始终都是NACK。

  之前查看了STTS751的手册， STTS751使用的SMBus协议。SMBus协议是Intel与Duracell共同制订笔记本电脑所用的智能型电池时所研发的接口，参考自I2C，与I2C有交集的部分，也有部分区别，在一般情况下，可以使用I2C协议的接口来进行通讯。区别说明参看2楼。

       1. 首先怀疑的是时序问题，通过逻辑分析仪分析发现当前的频率大于160多K了，超过了SMBus的10K-100K的范围。调整了一下延时，频率调整到90K左右，还是无法通讯。

       2. 对比模拟I2C与硬件I2C，发现模拟I2C的时序不是准确频率的时序，会时快时慢。由于STM8S-DISCOVERY频率较低。所以将模拟IIC移植到之前已调试过的NUCLEO-L011K4上，同样无法通讯。使用systick定时产生中断，模拟10K的I2C信号进行对比(同时测试了模拟引脚片上上拉和不上拉)。两者时序基本相同，仍然无法通讯。时序对比图如下：

 

        3. 然后考虑是否是I2C信号通过ST2378E后电平信号不能完全满足SMBus协议。就直接将模拟I2C连接到I2C1（JP7/JP8的I2C_SDA/I2C_SCL）上，通讯成功，可以采集数据了。

说明：红色效方块是JP7/JP8的跳线帽；长方形小方框是I2C及电源地的接口；

  这一点非常奇怪，上面2中的对比试验，所有接线都是相同的，都在同样的两个引脚输出。唯一的区别就是一个使用硬件I2C，一个使用模拟I2C。硬件I2C可以通讯，而模拟I2C不行。

    接下去上图：

           驱动HTS221，采集数据。

    驱动LPS22HH，采集数据。

 

    驱动STTS751，采集数据。

 

    驱动LSM6DSO，采集数据。

    驱动LIS2DW12，采集数据。

 

    驱动LIS2MDL，采集数据。

 

 

源码：  STM8S105C6-Board-iarv3104-OLED-IKS01A3(fin-v1.0).rar (10.88 MB, 下载次数: 66)

2019-7-30 17:42 上传

点击文件名下载附件

 

sylar^z

I2C与SMBus之间的差异 

 

电气特性差异：

1. 逻辑电平定义

       I2C的Hi/Lo逻辑电平有两种认定法：相对认定与绝对认定，相对认定是依据Vdd的电压来决定，Hi为0.7Vdd，Lo为0.3Vdd，绝对认定则与TTL 准位认定相同，直接指定Hi/Li电压，Hi为3.0V，Lo为1.5V。相对的SMBus只有绝对认定，且电平与I2C有异，Hi为2.1V，Lo为0.8V，与I2C不全然吻合但也算部分交集。

       SMBus后来增订一套更低电压的电平认定，Hi为1.4V，Lo为0.6V，这是为了让运用SMBus的装置能更省成本的作法。

 

2. 限流

       由于SMBus一开始就是运用在笔记本电脑内，所以省电的表现优于I2C，只需100uA就能维持工作，I2C却要到3mA同样的低用电特性也反应在漏电流（Leakage Current）的要求上，I2C最大的漏电流为10uA，SMBus为1uA，但是1uA似乎过度严苛，使运用SMBus的装置在验证测试时耗费过多的成本与心力，因此之后的SMBus 1.1版放宽了漏电流上限，最高可至5uA

 

3. 其他相关限制

       I2C有线路电容的限制，SMBus却没有，但也有相类似的配套规范，即是电平下拉时的电流限制，当SMBus的集电极开路Pin导通而使线路接地时，流经接地的电流不能高于350uA，另上电流（即相同的集电极开路Pin开路时）也一样有规范，最小不低于100uA，最高也是不破350uA的。

 

时序差别

1. 运作频率

       I2C此方面相当宽裕，最低频可至0Hz（直流状态，等于时间暂停），高可至100kHz（Standard Mode）、400kHz（Fast Mode）、乃至3.4MHz（High Speed Mode），相对的SMBus就很局限，最慢不慢于10kHz，最快不快于100kHz。很明显的，I2C与SMBus的交集运作频率即是10kHz〜100kHz间。

 

2. 数据保持时间（Data Hold Time）

       SMBus在数据传输后还有数据保持时间的要求，SMBus 规定SMBCLK线路的电平下降后，SMBDAT上的数据必须持续保留300nS，但I2C 却没有对此有相同的强制要求。

 

3. 恢复时间

       SMBus对接口被重置（Reset）后的恢复时间（Timeout）也有要求，一般而言是35mS，I2C这方面亦无约束，可以任意延长时间。相同的SMBus也要求无论是在主控端（Master）或受控端（Slave），其频率处于Lo电平时的最长持续时间不得超越限制，以免因为长时间处在Lo准位，而致收发两端时序脱轨（失去同步，造成后续误动作）。

 

4. [已妥]与[未妥]机制的强制性差别

       I2C并没有强制规定接收端非要做出响应，而SMBus上是不允许接收端在接收地址信息后却不发出回应，每次都要回应。

lising

学习了，谢谢分享！

yang_alex

在SMBus基础上又发展出一个PMBus.

sylar^z

yang_alex 发表于 2019-7-30 19:29 在SMBus基础上又发展出一个PMBus.

度了一个，PMBus是数字电源管理协议。PMBus用了指令的通讯形式，总线更像一个载体。

yang_alex

sylar^z 发表于 2019-8-2 08:26 度了一个，PMBus是数字电源管理协议。PMBus用了指令的通讯形式，总线更像一个载体。

I2C  SMBus 不也是指令形式吗？只不过PMBus更细致罢了。