分享STM32F0x/STM32G0x单片机的硬件IIC寄存器级代码

2545889167 · 发表于 2022-8-23 18:11:37

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最近玩了下STM32G030 感觉这波更新很多，好多外设都有焕然一新的感觉，时钟系统也大改了，玩起来还蛮有意思的。
关键是还挺便宜的，今天研究了下硬件IIC驱动，HAL库实在是又长又臭不爱看,再加上DMA更乱了，就干脆直接寄存器硬怼吧。
研究了以后发现好像和STM32F030的硬件IIC是同一个核那就一起都测试下吧。
网上关于STM32G系列的资料太少了找啥都没有吧自己研究结果共享下大家一起玩

相关阅读：
stm8的硬件IIC代码-寄存器版|http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=2540435

测试效果
检查外设是否响应-ACK

检查外设是否响应-NAK 已加入简单的错误处理防止nak以后卡死

读和写

以下是代码-G030下的

#define FLAG_TIMEOUT ((uint32_t)0x1000)
#define LONG_TIMEOUT ((uint32_t)(10 * FLAG_TIMEOUT))
#define CR1_CLEAR_MASK ((uint32_t)0x00CFE0FF)
//PA11 I2C_SCL
//PA12 I2C_SDA
void I2C_Init(void)
{
RCC->IOPENR |= RCC_IOPENR_GPIOAEN;
RCC->APBENR1 |= RCC_APBENR1_I2C2EN;
//SYSCFG->CFGR1 |= SYSCFG_CFGR1_PA11_RMP|SYSCFG_CFGR1_PA12_RMP;
GPIOA->MODER &=~ (GPIO_MODER_MODE9|GPIO_MODER_MODE10|GPIO_MODER_MODE11|GPIO_MODER_MODE12);
GPIOA->MODER |= GPIO_MODER_MODE11_1|GPIO_MODER_MODE12_1;
GPIOA->OTYPER |= (GPIO_OTYPER_OT11|GPIO_OTYPER_OT12);
GPIOA->OSPEEDR |= GPIO_OSPEEDR_OSPEED11|GPIO_OSPEEDR_OSPEED12;
GPIOA->PUPDR&=~(GPIO_PUPDR_PUPD11|GPIO_PUPDR_PUPD12);
GPIOA->PUPDR|= GPIO_PUPDR_PUPD11_0|GPIO_PUPDR_PUPD12_0;//pull-up
GPIOA->AFR[1]&=~(GPIO_AFRH_AFSEL11|GPIO_AFRH_AFSEL12);
GPIOA->AFR[1]|=(6<<3*4)|(6<<4*4);//PA11/12 AF6 IIC2
I2C2->CR1 &= ((uint32_t)~((uint32_t)I2C_CR1_PE))&CR1_CLEAR_MASK;
I2C2->CR1 &=~ I2C_CR1_ANFOFF;
//400KHz<span id="kM0.15701809540889855">@64MHz</span>
I2C2->TIMINGR = (0x17UL << I2C_TIMINGR_SCLL_Pos)|(0x9UL << I2C_TIMINGR_SCLH_Pos)|(0x2UL << I2C_TIMINGR_SDADEL_Pos)|(0x3UL << I2C_TIMINGR_SCLDEL_Pos)|(0x3UL << I2C_TIMINGR_PRESC_Pos);
I2C2->CR1 = (0x1UL << I2C_CR1_DNF_Pos);
I2C2->CR1 |= I2C_CR1_PE;
}
//返回1为失败 0为正常
uint8_t IIC_Wait(uint32_t I2C_FLAG)
{
uint32_t Timeout;
Timeout = LONG_TIMEOUT;
//while(I2C_GetFlagStatus(I2C2, I2C_ISR_TXIS) == RESET)
while((I2C2->ISR&I2C_FLAG)==0)
{
if((Timeout--) == 0)
return 1;
}
if(I2C2->ISR&I2C_ISR_NACKF)
{
I2C2->ICR = I2C_ICR_NACKCF;
return 1;//收到nak
}
return 0;
}
//0-ok
//other error
uint32_t I2C_Check_Device(uint8_t I2C_Addr)
{
uint32_t tmpreg;
//if(IIC_Wait(I2C_ISR_BUSY))return 1;//总线忙
tmpreg=I2C2->CR2;
tmpreg&= (uint32_t)~((uint32_t)(I2C_CR2_SADD | I2C_CR2_NBYTES | I2C_CR2_RELOAD | I2C_CR2_AUTOEND | I2C_CR2_RD_WRN | I2C_CR2_START | I2C_CR2_STOP));
tmpreg|=I2C_Addr|I2C_CR2_START|I2C_CR2_STOP;
I2C2->CR2 = tmpreg;
tmpreg = IIC_Wait(I2C_ISR_STOPF);
I2C2->ICR = I2C_ICR_STOPCF;
return tmpreg;
}
//返回实际读取数量
uint8_t IIC_Read(uint8_t Addr,uint8_t Reg,uint8_t Num,uint8_t* Data_Buff)
{
uint32_t tmpreg,Pointer=0;
if(Num==0)return 0;
tmpreg=I2C2->CR2;
tmpreg&= (uint32_t)~((uint32_t)(I2C_CR2_SADD | I2C_CR2_NBYTES | I2C_CR2_RELOAD | I2C_CR2_AUTOEND | I2C_CR2_RD_WRN | I2C_CR2_START | I2C_CR2_STOP));
tmpreg|=Addr|I2C_CR2_START|(1<<16);//数量
I2C2->CR2 = tmpreg;
if(IIC_Wait(I2C_ISR_TXIS))return 0;
//Send memory address
I2C2->TXDR=Reg;
if(IIC_Wait(I2C_ISR_TC))return 0;
tmpreg=I2C2->CR2;
tmpreg&= (uint32_t)~((uint32_t)(I2C_CR2_SADD | I2C_CR2_NBYTES | I2C_CR2_RELOAD | I2C_CR2_AUTOEND | I2C_CR2_RD_WRN | I2C_CR2_START | I2C_CR2_STOP));
tmpreg|=Addr|I2C_CR2_START | I2C_CR2_RD_WRN|I2C_CR2_AUTOEND|(Num<<16);
I2C2->CR2 = tmpreg;
while(Num)
{
if(IIC_Wait(I2C_ISR_RXNE))return Pointer;
Data_Buff[Pointer]=I2C2->RXDR;
Pointer++;
Num--;
}
return Pointer;
}
void IIC_Write(uint8_t Addr,uint8_t Reg,uint8_t Num,uint8_t* Data_Buff)
{
uint32_t tmpreg,Pointer=0;
if(Num==0)return;
tmpreg=I2C2->CR2;
tmpreg&= (uint32_t)~((uint32_t)(I2C_CR2_SADD | I2C_CR2_NBYTES | I2C_CR2_RELOAD | I2C_CR2_AUTOEND | I2C_CR2_RD_WRN | I2C_CR2_START | I2C_CR2_STOP));
tmpreg|=Addr|I2C_CR2_START|I2C_CR2_AUTOEND|((Num+1)<<16);//数量
I2C2->CR2 = tmpreg;
if(IIC_Wait(I2C_ISR_TXE))return;
//Send memory address
I2C2->TXDR=Reg;
while(Num)
{
if(IIC_Wait(I2C_ISR_TXE))return;
I2C2->TXDR=Data_Buff[Pointer];
Pointer++;
Num--;
}
IIC_Wait(I2C_ISR_TXE);
return;
}
void IIC_Write_REG(uint8_t Addr,uint8_t Reg)
{
uint32_t tmpreg;
tmpreg=I2C2->CR2;
tmpreg&= (uint32_t)~((uint32_t)(I2C_CR2_SADD | I2C_CR2_NBYTES | I2C_CR2_RELOAD | I2C_CR2_AUTOEND | I2C_CR2_RD_WRN | I2C_CR2_START | I2C_CR2_STOP));
tmpreg|=Addr|I2C_CR2_START|I2C_CR2_AUTOEND|(1<<16);//数量
I2C2->CR2 = tmpreg;
if(IIC_Wait(I2C_ISR_TXE))return;
//Send memory address
I2C2->TXDR=Reg;
IIC_Wait(I2C_ISR_TXE);
return;
}
//返回实际读取数量
uint8_t IIC_Read_Without_Reg_Addr(uint8_t Addr,uint8_t Num,uint8_t* Data_Buff)
{
uint32_t tmpreg,Pointer=0;
tmpreg=I2C2->CR2;
tmpreg&= (uint32_t)~((uint32_t)(I2C_CR2_SADD | I2C_CR2_NBYTES | I2C_CR2_RELOAD | I2C_CR2_AUTOEND | I2C_CR2_RD_WRN | I2C_CR2_START | I2C_CR2_STOP));
tmpreg|=Addr|I2C_CR2_START | I2C_CR2_RD_WRN|I2C_CR2_AUTOEND|(Num<<16);
I2C2->CR2 = tmpreg;
while(Num)
{
if(IIC_Wait(I2C_ISR_RXNE))return Pointer;
Data_Buff[Pointer]=I2C2->RXDR;
Pointer++;
Num--;
}
return Pointer;
}
void IIC_Write_Without_Reg_Addr(uint8_t Addr,uint8_t Num,uint8_t* Data_Buff)
{
uint32_t tmpreg,Pointer=0;
if(Num==0)return;
tmpreg=I2C2->CR2;
tmpreg&= (uint32_t)~((uint32_t)(I2C_CR2_SADD | I2C_CR2_NBYTES | I2C_CR2_RELOAD | I2C_CR2_AUTOEND | I2C_CR2_RD_WRN | I2C_CR2_START | I2C_CR2_STOP));
tmpreg|=Addr|I2C_CR2_START|I2C_CR2_AUTOEND|((Num)<<16);//数量
I2C2->CR2 = tmpreg;
while(Num)
{
if(IIC_Wait(I2C_ISR_TXE))return;
I2C2->TXDR=Data_Buff[Pointer];
Pointer++;
Num--;
}
IIC_Wait(I2C_ISR_TXE);
return;
}

复制代码

STM32F0上的初始化
如果是TSSOP20的丐版自己改下引脚到PA脚，然后全局Ctrl+H替换I2C2----->I2C1

void IIC2_Init(void)
{
RCC->AHBENR |= RCC_AHBENR_GPIOBEN;
RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_I2C2EN;
GPIOB->OTYPER|=GPIO_OTYPER_OT_11|GPIO_OTYPER_OT_10;//OD
GPIOB->OSPEEDR|=GPIO_OSPEEDR_OSPEEDR11|GPIO_OSPEEDR_OSPEEDR10;//50M
GPIOB->MODER&=~(GPIO_MODER_MODER11|GPIO_MODER_MODER10);
GPIOB->PUPDR&=~(GPIO_PUPDR_PUPDR11|GPIO_PUPDR_PUPDR10);
GPIOB->MODER|=GPIO_MODER_MODER11_1|GPIO_MODER_MODER10_1;//复用
GPIOB->PUPDR|=GPIO_PUPDR_PUPDR11_0|GPIO_PUPDR_PUPDR10_0;//pull-up
GPIOB->AFR[1]&=~(GPIO_AFRH_AFR11|GPIO_AFRH_AFR10);
GPIOB->AFR[1]|=(1<<3*4)|(1<<2*4);//PB10/11 AF1 IIC
//Disable I2Cx Peripheral
I2C2->CR1 &= ((uint32_t)~((uint32_t)I2C_CR1_PE))&CR1_CLEAR_MASK;
//EN AnalogFilter
I2C2->CR1 &=~ I2C_CR1_ANFOFF;
//Configure I2Cx: Timing
I2C2->TIMINGR = 0x00210507;//381K<span id="kM0.5335161359873961">@48MHz</span>
//Enable I2Cx Peripheral
I2C2->CR1 |= I2C_CR1_PE;
}

复制代码

jpdd521 · 发表于 2022-8-23 18:55:44

先占个楼等会好打广告。。

860858828 · 发表于 2022-8-23 19:03:01

谢谢分享！32位的单片机还没玩过。不知难度大不大！

mmxx2015 · 发表于 2022-8-23 19:31:57

都寄存器操作了，起码应该用中断收发。

wfzdm · 发表于 2022-8-23 21:52:11

多谢分享

inthsunshine · 发表于 2022-8-23 21:58:12

本帖最后由 inthsunshine 于 2022-8-23 21:59 编辑

怎么会没资料, 官网就有

stm32一般都有对应的硬件手册(datasheet)和参考手册(Reference manual), 前者是硬件配置,管脚,以及性能参数,, 后者就是介绍原理,配置和寄存器的定义等等, 是C编程主要参考.
有这2个手册,编程不愁, 如果深入研究还有个编程手册(Programming manual),主要是汇编指令和一些系统级的寄存器定义,比如NVIC,SCB等

G030 的参考手册编号RM0454,搜一下就有

2545889167 · 发表于 2022-8-23 23:05:43

inthsunshine 发表于 2022-8-23 21:58
怎么会没资料, 官网就有

stm32一般都有对应的硬件手册(datasheet)和参考手册(Reference manual), 前者是硬 ...

能白嫖别人现成代码当然是最好的啦，就不用自己debug一天了。我也是看着这两个手册写的呀2333 不看rm玩怎么可能玩的动芯片

2545889167 · 发表于 2022-8-23 23:08:45

mmxx2015 发表于 2022-8-23 19:31
都寄存器操作了，起码应该用中断收发。

这个其实用dma更好 stm32新的iic系统设置好发多少个byte 后面填数据就可以了，不用管状态位很智能了连中断都可以省。不过我这里数据量小，没必要

dwh96 · 发表于 2022-8-23 23:22:30

大佬出没，必须顶一顶

crazy0qwer · 发表于 2022-8-23 23:47:39

2545889167 发表于 2022-8-23 23:05
能白嫖别人现成代码当然是最好的啦，就不用自己debug一天了。我也是看着这两个手册写的呀2333 不看rm玩怎 ...

STM的硬件I2C有BUG，所以用的人少，大多都是用模拟的，所以硬件I2C资料少。
模拟的移植还方便，跨平台移植也很简单。

2545889167 · 发表于 2022-8-24 04:35:24

crazy0qwer 发表于 2022-8-23 23:47
STM的硬件I2C有BUG，所以用的人少，大多都是用模拟的，所以硬件I2C资料少。
模拟的移植还方便，跨平台移 ...

大家对stm32的iic有bug的刻板印象还是停留在stm32f103这颗片子上，但是这是2007年出品的芯片了哎，15年前的东西了。现在新的stm32g系列相对stm32f1，外设版本都更新了至少2-3个大版本了，大清亡了都。现在的iic，只需要填好发送几个字节，设置了start以后填充发送缓存（可以用dma全自动），其他的nak啊，stop啊这些全是自动的

网络孤客 · 发表于 2022-8-24 08:37:59

crazy0qwer 发表于 2022-8-23 23:47
STM的硬件I2C有BUG，所以用的人少，大多都是用模拟的，所以硬件I2C资料少。
模拟的移植还方便，跨平台移 ...

我经常用STM32F103硬件I2C，还没能遇上。

crazy0qwer · 发表于 2022-8-24 10:02:30

2545889167 发表于 2022-8-24 04:35
大家对stm32的iic有bug的刻板印象还是停留在stm32f103这颗片子上，但是这是2007年出品的芯片了哎，15年前 ...

那没办法，谁叫当初不处理好导致bug说法扩散开来，听说也只是库文件有问题，不是真的硬件问题。还有就是为了规避专利搞得太复杂。时间长了自然就刻板印象了。

不过抛开这些不谈，我还是觉得模拟的比较方便跨平台移植，所以能在网上流传比较广。而且模拟的做好一个模版后，后面再用也很方便。

crazy0qwer · 发表于 2022-8-24 10:04:24

网络孤客发表于 2022-8-24 08:37
我经常用STM32F103硬件I2C，还没能遇上。

据说是库问题。具体我也不清楚，都是用模拟的。
也许谣言就是被我这样道听途说，添油加醋造成的！

2545889167 · 发表于 2022-8-24 10:39:41

crazy0qwer 发表于 2022-8-24 10:02
那没办法，谁叫当初不处理好导致bug说法扩散开来，听说也只是库文件有问题，不是真的硬件问题。还有就是 ...

模拟在简单情况下（收发数据量小，整个系统对实时性要求不高）确实好用又方便移植。iic毕竟是个慢速设备，随便收发点什么都要占用十几毫秒以上，现在mcu好多都百mhz几百mhz，为了处理慢速设备，耽搁别的算法或者实时响应，就不值当了。或者是你要用到iic作从机，这种模拟也是无能为力的。这些情况还是得求助硬件iic，甚至要加上dma和中断来大大减少对cpu的占用，所以我的理念是用到一款单片机的iic就先把硬件iic调通，花不了多少时间的，等到后面加上实时性需求的时候，再随便改改就能用了。

rgzdb · 发表于 2022-8-24 12:54:57

一直用模拟的，主要是低速度通信，试试硬件好不好用。

wlhcq · 发表于 2022-8-24 13:26:20

向大佬学习！

inthsunshine · 发表于 2022-8-24 13:50:51

i2c太慢, 我更喜欢spi

, 再加上dma,中断就更爽了

o535913 · 发表于 2022-8-28 13:30:47

2545889167 发表于 2022-8-23 23:08
这个其实用dma更好 stm32新的iic系统设置好发多少个byte 后面填数据就可以了，不用管状态位很智能了连 ...

大佬, 那里能找到这个"智能DMA"代码的例子呢. 我会一点用libopencm3开发, 有能调通的例子能照猫画虎改一下, 例子不通就彻底没辙了.
我的水平大概率啃不动寄存器手册了. 唯一发现libopencm3的例子很清晰, 勉强搞的了, 但它的例子不全甚至有的例子能跑通但数据异常.

比如adc显示内部温度和和内部参考电压vref的, 读出来的结果大范围胡乱蹦, 像是采集的某个浮空的引脚的.

现在的stm32g0系列比之前的stm32f0系列便宜且资源更多, 就是没有libopencm3的例子程序.

希望大佬能赐教一二, 我在linux下C编程的能力还凑合, 但是玩单片机有点头大, 有些东西和操作系统的概念能对应起来, 但是看到那一堆初始化操作就晕了, 尤其是涉及到ADC的那些操作.

谢谢

玛德陛下 · 发表于 2022-8-28 13:45:35

大佬厉害了

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[ARM] 分享STM32F0x/STM32G0x单片机的硬件IIC寄存器级代码

爱科技、爱创意、爱折腾、爱极致，我们都是技术控

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