原标题：STM32学习笔记 | I2C通信容易出错的情况

I²C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通讯总线，常用于嵌入式电子产品中，如STM32微控制器。在学习STM32的I2C通信时，可能会遇到一些容易出错的情况。以下是对这些情况的详细总结：

一、I2C通信基础

1. 主从模式：

• 主模式：负责生成时钟信号（SCL）和起始、停止信号。

• 从模式：可编程I²C地址检测，支持双寻址模式（可对两个从地址应答），并检测停止位。

2. 通信速度：

• 标准速度：高达100kHz。

• 快速速度：高达400kHz。

• 超快速度（第3版）：高达1MHz。

3. 寻址模式：

• 7位寻址模式。

• 10位双寻址模式。

• 广播呼叫地址。

4. 收发模式：支持从发送器、从接收器、主发送器和主接收器四种模式。

二、容易出错的情况及解决办法

1. IO模式配置错误

• 如果通过软件模拟I²C，应将SDA配置为开漏输出模式，并配合上拉电阻。这通常适用于主模式器件。

• 如果使用硬件I²C，则需要将SDA配置为开漏复用功能。

• 建议使用STM32CubeMX工具来配置底层初始化代码，以确保IO模式的正确配置。

• 问题描述：有些工程师对用于I²C总线的GPIO不了解，写驱动代码时可能将总线（SDA、SCL）配置成推挽输出模式，这会导致应用上的异常。

• 解决办法：

2. 总线电压不匹配

• 检查并确认总线上所有设备的电压兼容性。

• 如果存在电压不匹配的情况，需要从硬件方面来解决，例如使用专业转换模块来转换电压。

• 问题描述：I²C总线电压通常为3.3V或5V。但在某些情况下，总线上可能挂有电压不兼容的设备，如2.5V的设备或3.3V与5V不兼容的设备，这容易引起信号辨识错误，导致总线通信失败。

• 解决办法：

3. 软件检测死机

• 从硬件方面做调整，如增强信号抗干扰能力、确保电压稳定等。

• 从软件方面入手，添加超时处理机制。不要让程序一直等待检测应答信号，而是设定一个超时时间。当发送超时或未收到应答时，可以尝试复位STM32的I2C外设或相关设备。

• 问题描述：I²C总线一般通过ACK信号来判断总线的情况。STM32实现I²C收发、检测等操作是由内部控制器自动完成的。然而，由于一些外部因素（如干扰信号、电压不匹配等），容易引起总线上的信号不正常，从而导致检测失败和通信失败。

• 解决办法：

三、其他注意事项

1. 总线时序：

• 确保起始信号和终止信号的时序正确。起始信号是在SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化；终止信号是在SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化。

• 数据的传送要遵循低电平变化、高电平稳定的规则。即在SCL的上升沿之前准备好数据，并在下降沿之前保持数据稳定。

2. 应答信号ACK与非应答信号NACK：

• 应答信号ACK是由从器件产生的，用于确认已接收到一个字节的数据。非应答信号NACK则是由主器件产生的，用于在接收到最后一个数据字节后通知从器件释放数据总线。

• 在编写I2C通信程序时，需要正确处理ACK和NACK信号，以确保通信的顺利进行。

综上所述，学习STM32的I2C通信时，需要注意IO模式的正确配置、总线电压的兼容性以及软件检测机制的实现。同时，还需要关注总线时序和应答信号的处理等细节问题。通过不断实践和调试，可以逐渐掌握I2C通信的精髓并避免常见的错误。