原创 STM32L系列I2C应用注意

I2C模块包含模拟噪音滤波器和数字噪音滤波器，其中模拟噪音滤波器可以抑制尖峰宽度高达50ns（满足快速模式协议规格），用户可以选择关闭这一特性；数字滤波器抑制尖峰噪音的长度可以通过软件配置，范围为1~15（DNF）个I2CCLK周期，当这一特性开启后，SCL/SDA线的电平只有在DNF*I2CCLK周期内持续保持稳定时才会改变

当检测到SCL下降沿时，再一段延迟等待，SDA数据才会被送出。这个等待延迟由Tsdadel定义，时序寄存器中SDADEL位用于该延时配置。Tsdadel = SDADEL * Tpresc + Ti2cclk，其中Tpresc=(PRESC+1)*Ti2cclk。总的SDA输出延时等于Tsync1+{[SDADEL * (PRESC + 1) + 1] * Ti2cclk}

接收：SDA输入信号填入移位寄存器，第8个SCL脉冲后，当RXNE=0时，移位寄存器的内容会复制进接收寄存器；当RXNE=1时，意味着前一个数据还没有被读出，此时SCL线会被拉低(STRETCHED)，直到前一个数据被读出，SCL延伸信号会被插入在第8与第9个SCL脉冲之间（即ACK信号前）

发送：发送寄存器非空时（TXE=0），该数据会在第9个SCL脉冲后被复制到移位寄存器，然后移位寄存器的内容会陆续发送到SDA线上。如果TXE=1，意味着数据寄存器中没有数据，此时SCL线会被拉低(STRETCHED)，直到新的数据被写入。SCL延伸信号会在第9个SCL脉冲后插入。

I2C内嵌一个字节计数器，用于管理字节传输以及不同模式下执行关闭通讯操作，如主模式下的NACK/STOP/RESTART，从模式下的ACK控制，SMBUS特性时的PEC产生以及校验

字节计数器在主模式时会被打开。而从模式下默认会被关闭，但可以通过软件开启(CR2:SBC位)

要传输的字节个数在CR2:NBYTES[7:0]中定义（如果字节个数超过255或者需要在每次收到数据后都发送ACK，则需要将CR2:RELOAD位置1），如果定义的字节数传输完成后，TCR标志会被置1，SCL会被拉伸直到TCR标志被清除（NBYTES写入非0值时会清除TCR标志）

主模式下，当RELOAD=0且AUTOEND=1时，一旦定义的字节数传输完毕，STOP条件会被自动发出

主模式下，当RELOAD=0但AUTOEND=0时，定义的字节数传输完毕后，TC标志会被置位，SCL信号会被拉伸直到TC标志被清除（当发送START或STOP条件时，TC标志会被清除）

RELOAD=1时，AUTOEND位无效

I2C模块提供了2个从机地址寄存器，地址1可以被配置为7位模式或10位模式，地址2为7位地址但可以配合屏蔽选项以选择使用不同的地址

默认情况下，时钟拉伸功能会被启用，如果I2C主机不支持该功能，则需要设置NOSTRETCH=1以关闭该功能

收到ADDR匹配中断后，需要读取ISR:ADDCODE[6:0]以确认匹配的地址，以及通过DIR标志来识别传输的方向

当NOSTRETCH=0时，收到ADDR匹配后，SCL时钟线会被拉伸直到ADDR标志被清除；在数据发送过程中，如果前一个数据传输已经完成，新的数据还没有被写入数据发送寄存器，或者在ADDR标志被清除时，第一个传输数据还没有被写入到数据发送寄存器（TXE=1），这两种情况下，SCL信号都会被拉伸，直到新的数据被写入至数据发送寄存器；在接收过程中，当数据接收寄存器的数据还没有被读出而新的数据又收到的时候，SCL时钟信号会被拉伸，直到数据接收寄存器中的数据被读出后才会释放；在从机字节控制模式下，当设定的字节数被传输完成后（TCR=1），重加载模式（SBC=1,RELOAD=1）意味着最后一个字节数据已经被传输完毕，SCL时钟会被拉伸直至一个非0数据被写入至NBYTES[7:0]位中

当NOSTRETCH=1时，I2C从机将不会执行SCL信号拉伸操作。数据发送过程中，在第一个SCL脉冲发生时，如果数据发送寄存器的内容为空，则溢出（UNDERRUN）标记OVR会被置位；在首个数据发送开始时，STOPF位如若仍处于置位状态，OVR标志也会被置位；在接收过程中，用户必须在下个数据的第9个SCL脉冲（ACK脉冲）前把数据接收寄存器的内容读出，否则溢出（OVERRUN）标记OVR会被置位

为兼容SMBUS标准，在从机接收模式下，为了允许字节ACK控制，从字节控制模式必须被打开，在此情况下，RELOAD标志必须被置1。为了对每个数据字节进行控制，在ADDR匹配中断处理程序中，NBYTES必须被初始化为1。当数据字节收到后，TCR标志置1，SCL信号在第8到第9个脉冲之间被拉伸，用后可以读取数据接收寄存器，并决定回复ACK还是NACK信号。

数据发送寄存器为空时，TXIS传输中断状态位会被置1，当写入新的数据至数据发送寄存器时，TXIS位会被清除。当收到NACK确认信息时，NACKF标志位会被置1，从机自动释放SCL和SDA信号线以使主机可以发送STOP或RESTART条件。当STOP信息收到时，STOPF标志位会被置1,。当收到从机地址时（ADDR=1），用户可以选择发送数据寄存器的内容或者置位TXE位清除数据发送寄存器的内容，以便可以写入新的数据供下次发送。

当NOSTRETCH=1时，SCL时钟信号不会被拉伸，所以用户不能在ADDR接收中断程序中写数据发送寄存器，所以即将发送的数据必须被提前写入

TXIS标志在每次字节传输完成后置1（ACK收到后），TXIS事件数取决于NBYTES的值，如果传输字节总数大于255，RELOAD标志位需要被置1，此时若数据传输数到达255时，TCR标志会被置1，同时SCL线会被拉伸，直到NBYTES位被写入新的字节长度值。如果NACK收到后，TXIS标志不会被置1。

当RELOAD=0且NBYTES数据量被传输完成后：STOP条件被自动送出（AUTOEND=1），或者TC标志被置1且SCL线被拉伸（AUTOEND=0），直到RERSTART或STOP条件被发出

收到一个字节后，RXNE标志会被置1

当RELOAD=0且NBYTES数据量已经被接收时，NACK和STOP条件会被自动送出（AUTOEND=1），或者NACK被自动送出（AUTOEND=0），TC标志被置1且SCL线被拉伸，直到RERSTART或STOP条件被发出

总线错误BERR：在没有收到ACK/NACK时（未到第9个时钟脉冲时），检测到START或STOP条件即产生总线错误。只有参与通讯的主设备或已经寻址的的从设备才会产生总线错误。

仲裁丢失ARLO：当一个高电平发送至SDA数据线上，当在SCL上升沿时检测到SDA为低，此时产生仲裁丢失错误。在主模式，仲裁丢失会在寻址阶段、数据阶段以及数据确认阶段进行探测。如果发生该错误，START控制位会被清除，SCL/SDA数据线会被释放，主设备自动切换至从设备。在从模式时，仲裁丢失仅在数据阶段和数据确认阶段探测，发生该错误后，传输终止，SCL/SDA信号线会被释放

溢出错误OVR：溢出错误仅发生在从模式下且NOSTRETCH=1时。在接收数据时，新的数据到来但旧数据还没有被读出，此时新的数据会被丢弃，NACK会被自动发出。在发送数据时，当数据字节需要被送出时，发送寄存器的内容还是为空(TXE=1)，此时0xFF会被送出

包错误校验错误PECERR：SMBUS相关，略

超时错误TIMEOUT：SMBUS相关，略