2021年09月26日 | 使用STM8L的硬件I2C（二）硬件I2C的事件和检测

1、STM8L STD库对I2C状态的定义

I2C有Master写、Master读、Slave写、Slave读4种模式。

直接寄存器编程当然可以，不过必须吃透Reference手册，而且代码不直观，不易理解。

STD标准库对这四种方式做了抽象，对通信的各阶段都定义了状态进行指示，从而使得

使用逻辑更直观易懂。

下面以Master读写为例进行介绍：

Master写流程：

Master读流程：

2.EV状态的定义

上述抽象出的各种状态（EV1-EV9），标准库中的实际定义宏如下：

其中EV1-EV4是Slave用，EV5-EV9是Master用。

状态名一览

I2C_EVENT_SLAVE_TRANSMITTER_ADDRESS_MATCHED           : EV1

I2C_EVENT_SLAVE_RECEIVER_ADDRESS_MATCHED              : EV1

I2C_EVENT_SLAVE_GENERALCALLADDRESS_MATCHED            : EV1

I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_RECEIVED                         : EV2

(I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_RECEIVED | I2C_FLAG_GENCALL)    : EV2

I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_TRANSMITTED                      : EV3

(I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_TRANSMITTED | I2C_FLAG_GENCALL) : EV3

I2C_EVENT_SLAVE_ACK_FAILURE                           : EV3_2

I2C_EVENT_SLAVE_STOP_DETECTED                         : EV4

I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT                          : EV5

I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED            : EV6

I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED               : EV6

I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED                        : EV7

I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING                    : EV8

I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED                     : EV8_2

I2C_EVENT_MASTER_MODE_ADDRESS10                       : EV9

状态值的定义（stm8l15x_i2c.h)

typedef enum

{

  /* --EV5 */

  I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT   = (uint16_t)0x0301,  /*!< BUSY, MSL and SB flag */

  /* --EV6 */

  I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED = (uint16_t)0x0782,  /*!< BUSY, MSL, ADDR, TXE and TRA flags */

  I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED= (uint16_t)0x0302,  /*!< BUSY, MSL and ADDR flags */

  /* --EV9 */

  I2C_EVENT_MASTER_MODE_ADDRESS10= (uint16_t)0x0308,  /*!< BUSY, MSL and ADD10 flags */

  /* --EV7 */

  I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED = (uint16_t)0x0340,  /*!< BUSY, MSL and RXNE flags */

  /* --EV8 */

  I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING = (uint16_t)0x0780,  /*!< TRA, BUSY, MSL, TXE flags */

  /* --EV8_2 */

  I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED  = (uint16_t)0x0784,  /*!< EV8_2: TRA, BUSY, MSL, TXE and BTF flags */

  /* --EV1  (all the events below are variants of EV1) */

  /* 1) Case of One Single Address managed by the slave */

  I2C_EVENT_SLAVE_RECEIVER_ADDRESS_MATCHED= (uint16_t)0x0202,  /*!< BUSY and ADDR flags */

  I2C_EVENT_SLAVE_TRANSMITTER_ADDRESS_MATCHED = (uint16_t)0x0682,  /*!< TRA, BUSY, TXE and ADDR flags */

  /* 2) Case of Dual address managed by the slave */

  I2C_EVENT_SLAVE_RECEIVER_SECONDADDRESS_MATCHED= (uint16_t)0x8200,  /*! DUALF and BUSY flags */

  I2C_EVENT_SLAVE_TRANSMITTER_SECONDADDRESS_MATCHED = (uint16_t)0x8680,  /*! DUALF, TRA, BUSY and TXE flags */

  /* 3) Case of General Call enabled for the slave */

  I2C_EVENT_SLAVE_GENERALCALLADDRESS_MATCHED  = (uint16_t)0x1200,  /*!< EV2: GENCALL and BUSY flags */

  /* --EV2 */

  I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_RECEIVED  = (uint16_t)0x0240,  /*!< BUSY and RXNE flags */

  /* --EV4  */

  I2C_EVENT_SLAVE_STOP_DETECTED  = (uint16_t)0x0010,  /*!< STOPF flag */

  /* --EV3 */

  I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_TRANSMITTED   = (uint16_t)0x0684,  /*!< TRA, BUSY, TXE and BTF flags */

  I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_TRANSMITTING  = (uint16_t)0x0680,  /*!< TRA, BUSY and TXE flags */

  /* --EV3_2 */

  I2C_EVENT_SLAVE_ACK_FAILURE= (uint16_t)0x0004  /*!< AF flag */

} I2C_Event_TypeDef;

如果上述预定义的状不满足需求（一般情况下是足够的），可自定义其他状态值。

可以看出，上述状态的值本质上还是寄存器的状态组合。

比如，I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT，也就是EV5，其代表的含义为Master控制选中，

其实就是BUSY, MSL 以及 SB 三个标志位被设定的情况。

即：总线忙+Master模式选中+Start生成，代表Master已经控制总线并已发出Start，通讯就绪。

3、STM8L 硬件I2C的使用模式

STM8L中，使用I2C有3种基本的模式，即：

Polling mode（轮询）

Interrupt mode（中断）

DMA mode（DMA）

Polling要通过不停的检查寄存器的值来判断当前通信所处状态，读写代码是阻塞执行的，代码最简单。

中断模式是通过中断触发做动作，代码发出读写开始的指令后，后续无需阻塞执行，代码最复杂。

DMA是走DMA通道传输数据，别途再说明。

4、STM8L标准库所提供的各种I2C状态判断和用法区别

大家使用库的I2C函数判断状态时，总会被多个看起来功能类似却又不太一样的函数困扰。

不清楚应该使用哪一种，在什么样的场合下使用。

STD标准库提供了3种主要的状态监测方式，并分别围绕3个函数进行：

基本状态监测 Basic state monitoring (Using I2C_CheckEvent() function)

高级状态监测 Advanced state monitoring (Using the function I2C_GetLastEvent())

基于标志的状态监测 Flag-based state monitoring (Using the function I2C_GetFlagStatus())

这三种其实没有本质不同，下层都是判断寄存器的值组合。简单的说，

基本状态监测：I2C_CheckEvent()用于判断I2C是否正处于某种状态(EV)。

高级状态监测：I2C_GetLastEvent()返回当前SR1/SR3的组合值（错误除外），由用户自己判断当前是何种状态

标志的状态监测：I2C_GetFlagStatus()用于单独判断单独某个寄存器的位状态

从使用类型上来说，基本状态监测适用于Polling模式，即在不停的轮询当前状态，等待所需的I2C状态并做后续处理。高级状态监测更适合中断下使用，通过事件中断、缓冲中断等判断I2C当前状态，灵活度是最好的（同时更繁琐）。基于标志的状态监测一般用来判断简单状态，如总线忙，或者用于调试。

其实标准库只是对寄存器编程的一层薄封装，无论那种方式，其内在依然是相关寄存器值的检查。

4.1 Basic state monitoring 基本状态监测

它的核心是使用I2C_CheckEvent()函数做出和预期状态是否一致的判断。

I2C_CheckEvent函数将状态寄存器（SR1、SR2和SR3）内容与给定事件进行比较（可以是一个或多个Flag的组合）。如果当前状态包含被检查的标志，则返回SUCCESS，如果当前状态中缺少一个或多个标志，则返回ERROR。

何时使用：

此功能适用于大多数应用程序以及初始化操作

适用于需要定义自己事件的用户

限制：

如果发生错误（即除了监视的标志外，还设置了错误标志）， 尽管通信可能已经失败，

但I2C_CheckEvent函数依然可能会返回SUCCESS。

在这种情况下，建议使用错误中断来监视错误，在中断处理中对错误进行判断

对于错误管理，建议使用以下功能：

使用I2C_ITConfig()函数配置并启用错误中断（I2C_IT_ERR）。

实现I2Cx_IRQHandler()函数，作为I2C中断入口函数（x为1，STM8L只有I2C1）

使用I2C_GetFlagStatus()函数或I2C_GetITStatus()函数确定发生了什么错误

使用I2C_ClearFlag()函数或I2C_ClearITPendingBit()函数来清中断

使用I2C_softwarerestcmd()函数或I2C_GenerateStop()函数()返回到正确的通信状态

4.2 Advance Monitoring 高级状态监测

i2c_GetLastEvent()函数返回一个Uint16,其中保存了SR1&SR3状态寄存器的值(SR3为高8位，SR1为低8位)。

何时使用：

和基本监测一样可以适应大多数的场合，而且能避免i2c_GetFlagStatus()函数的局限性(见下)。

可以比较预定义事件或者是用户定义的自定义值。

当需要同时监视多个标志时。不过与i2c_CheckEvent()函数相反i2c_GetLastEvent()函数可以用户自行判断所需事件。

限制：

用户（有时）需要定义自己的事件。如果只检查通信标志，而忽略错误标志，则错误管理和上述简单模式相同。

4.3 Flag-based state monitoring 基于标志的状态监测

何时使用：

用于特定的程序或者调试阶段

适合一次只检查一种Flag的情况（多数的I2C状态需要同时判断多个Flag)

限制：

有些I2C寄存器，如SR1和SR2读取后会被硬件自动清除，因此读取1次Flag可能会让其他位被清除。

检查由多个Flag组合判断事件时，必须读取多次