（以STM8/STM32为例）硬件i2c spi有什么意义？

辛昕

（以STM8/STM32为例）硬件i2c spi有什么意义？ [复制链接]

 

这几天，我突然想起来，想弄明白STM32/STM8的硬件i2c的问题。因为以前，包括正点原子在内，似乎很多人都曾说，STM32的硬件i2c有问题。

这一次，我在STM8S003F3P6上面做了一次I2C,用的是常见的EEPROM，为了尝试效果，我用了STM8S003例程里指定的意法自己的M24C64——当然，我手上也有一块AT24C02。

 

用模拟的我很容易就做出来了——两个EEPROM的都做出来了，其实差别不大，无非就是M24C64的数据地址是2字节罢了。

 

辛昕

毫无例外的操蛋硬件i2c例程——不改就没法用

 

         然后，我尝试了硬件的I2C,也就是例程的。但我发现很奇葩，这个例程，我没做任何改动

         ——当然，由于原来的库例程是基于STM8S208写的，所以我做了一些和I2C功能无关的小改动。

        1.具体来说，就是把一个使用GPIOH的LED给去掉——因为STM8S003没那么多脚，没有GPIOH，当然为了避免影响，我把它挪到GPIOD上，而STM8S003的I2C只有一个，就在PB4 PB5上。

        2.例程中的TX BUFFER RXBUFFER过大，STM8S003F3P6没那么大，所以我改小了。

 

          别的就没动过

           然后，毫无意外，尼玛，跑不动，甚至直接卡死了——往细里看，其实和i2c外设无关，其实还是它的例程写法，自己把自己给卡死了

            ——STM32的库，想必大家是知道的，动不动就给你易出错就while，这没啥的。后来我一点点拆开，没很仔细地改，我只是做到了收发单字节成功。

            我没继续往下改，是因为我开始思考必要性问题。

 

            因为我之前写模拟的时候，基本的i2c时序摸得门清。

            STM32也好，STM8也好，它的所谓i2c那个API，其实也就是类似于模拟I2C做的时候那样子做。无非还是 START STOP之类的玩意。

            所以改起来，加上有逻辑分析仪对着看，没啥了不起的。

           但是，我很快发现一个问题。 

           那就是，搞半天，还是要等，搞半天还是要一个一个位的时序构成，无非好点就是，SCK不用自己做，这点舒服。

但SDA上还得来。就是不管是不是自己写GPIO高低，或者判断GPIO高低，但最后，你还是得等待寄存器，那，其实和直接判断IO有毛区别呢？

辛昕

是不是如果不用DMA，CPU始终得干活？

 

          我大致浏览了一下RM中的i2c的寄存器，我发现，其实它和我想象的硬件i2c不一样。

          简单说，我想象中的i2c，就是说，一旦我设置好I2C的相应参数后，比如说，设备地址啊，其实数据地址，数据长度啊或者结束数据地址。

          如果高级点的话，也许还可以设置那几个时序中的时间参数——我看到还真有，比如sck的高低时间，就是没那么多时间参数可设置而已。

          我原以为，硬件i2c的功能就是一旦我设置了这些以后，就可以启动一次纯粹不用CPU参与的纯粹硬件外设动作。

结果，从我理解到的I2C寄存器的设置来看，并没这玩意。

 

          那么，想来想去，如果要让CPU不参与，唯有一种办法，就是使用DMA。可是STM8S003木有DMA啊，那这个硬件i2c还有毛线用呢？

         不知道我的理解有没问题。希望各位大佬前辈知道的，K我一顿也行。指导指导。

宋元浩

没有DMA，你可以用中断

LeoMe

对于没有单周期IO操作功能的8位和16位机，硬件spi和i2c的一个重要意义就是让你在操作i2c和spi的时候不用关中断，|= 和 &=~ 操作IO去模拟i2c和spi是有潜在风险的，硬件spi和i2c不会有这样的问题，即使不用dma和中断，这两种外设依旧有它的价值。当然st的i2c外设是例外，这东西不用也罢

辛昕

LeoMe 发表于 2020-7-6 10:14 对于没有单周期IO操作功能的8位和16位机，硬件spi和i2c的一个重要意义就是让你在操作i2c和spi的时候不用关 ...

我在你的回复里，听到了一个很关键的东西。

不过即使不是单周期，难道I2C SPI的时序，敏感到查一两个机器周期都会出错？

辛昕

LeoMe 发表于 2020-7-6 10:14 对于没有单周期IO操作功能的8位和16位机，硬件spi和i2c的一个重要意义就是让你在操作i2c和spi的时候不用关 ...

然后，因为我只用过st的i2c,以前别的单片机也用过，但不用我做底层的驱动，所以，能举例说说别的i2c和ST的硬件i2c的区别么？

辛昕

宋元浩 发表于 2020-7-6 09:37 没有DMA，你可以用中断

它的中断只有回报i2c错误啥的——当然，这个也是我觉得它有用的部分，但是，除了这个，中断又有什么价值呢？

最终还不是要一个一个往DR里填东西或者读出来？除非DMA

cruelfox

硬件IIC比软件模拟的优势，首先是写寄存器(设频率，设地址、写数据)之后等结果(标志位)就可以了，CPU可以暂时不管，去干别的事情，或者休眠模式省电。其次是软件模拟要把所有异常状态考虑到，代价（效率）就低了。

既然有硬件IIC，为何不用？

要认为软件GPIO模拟比写操作硬件容易的——模拟个 IIC slave再来说。

LeoMe

辛昕 发表于 2020-7-6 13:40 我在你的回复里，听到了一个很关键的东西。 不过即使不是单周期，难道I2C SPI的时序，敏感到查一两个 ...

不是时序问题，I2c和spi大部分时候你把时钟无限拉长都不会出错，倒是clk快过头了会出错。IO模拟的问题在于没有单周期io的单片机，你要控制某个io就得对io的输出寄存器进行读改写操作，比如stm32的ODR寄存器，问题出在读改写这个操作上，他不是一次完成的。这时候会出一个经典的bug，就是如果你开着中断，中断服务程序里有用到spi或者i2c的这组io，这个时间又正好卡在你读ODR和改写ODR寄存器之间，回写的数据就是错误的。比如PA口全是高点评，这时候ODR是0xFFFF FFFF，你要把PA0写0，你读出0xFFFF FFFF，然后&=~0x0000 0001，正好这个时候中断了，中断服务程序里对PA1操作置为0，然后中断退出，程序继续PA0置为0的操作，回写入ODR的数据是0x FFFF FFFE，但实际上PA1已经在中断里置为0 ，ODR里应该是0x FFFF FFFC。既中断里PA1写0的操作被丢掉了。这时候如果PA1是其他有时序的总线，那么这个总线的时序就出错了。

以前在st和飞思卡尔的数据手册上看到单周期IO的特性，没明白这个功能除了快还有啥用，直到后来被坑了一次又一次。单周期IO操作就是对一个寄存器对应位写1就可以完成IO对应位的置1和置0操作，没有读改写这个过程，就不会出现上面的问题。

辛昕

cruelfox 发表于 2020-7-6 16:27 硬件IIC比软件模拟的优势，首先是写寄存器(设频率，设地址、写数据)之后等结果(标志位)就可以了，CPU可以暂 ...

CPU可以暂时不管去做别的事情。

要么你不理解i2c clk的意义，要么你不知道自己在说什么。

辛昕

LeoMe 发表于 2020-7-7 09:12 不是时序问题，I2c和spi大部分时候你把时钟无限拉长都不会出错，倒是clk快过头了会出错。IO模拟的问题在 ...

这个我以前不知道，要小心点。

cruelfox

辛昕 发表于 2020-7-8 13:33 CPU可以暂时不管去做别的事情。 要么你不理解i2c clk的意义，要么你不知道自己在说什么。

看来你真的是不理解硬件接口的意义。

要么你的理解力不够，要么你的表达能力有问题。