STM32的I2C 使用问题

Question

STM32使用I2C1，通过PB67可以正常调用PCA9685，输出信号控制LED（这里没有接上拉电阻也可以）；但是把接口切换到I2C2，PB10和PB11，pca9685就不能工作是什么原因（这里先是用上拉电阻4.7KΩ，不能使用，1.5KΩ 也不行电阻在这里是并联在SCL和SDA上的，即：PB10--4.7kΩ--3.3V,PB10--PCA9685.SCL；PB11--4.7kΩ--3.3V,PB11--PCA9685.SDA）？查了资料说，I2C1内置有上拉电阻,不用上拉也能使用，I2C2没有上拉电阻，我配置了上拉还是不行；我感觉大概率是配置I2C初始化的问题，但是检查了代码感觉代码也没问题？下边是I2C的初始化代码，这里的注释还没改，只是先把代码改了

// I2C初始化
void I2C_Configuration(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;
    
    // 使能GPIOB和I2C1时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE);
    
    // 配置I2C1引脚：PB6-SCL, PB7-SDA
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;  // 开漏输出
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    
    // I2C1配置
    I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
    I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
    I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x00;
    I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;
    I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
    I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 100000;  // 100kHz
    
    I2C_Init(I2C2, &I2C_InitStructure);
    I2C_Cmd(I2C2, ENABLE);
}

Answer 1

下午好🌅🌅🌅
本答案参考通义千问

你提到的问题是关于STM32的I2C接口在使用I2C1和I2C2时的行为差异，特别是在切换到I2C2后无法正常与PCA9685通信。以下是可能的原因及解决方案：

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一、问题分析

1. I2C1与I2C2的硬件差异

• I2C1：某些STM32系列（如STM32F103）的I2C1引脚默认配置为开漏输出，并且内置上拉电阻，因此即使不接外部上拉电阻也可以工作。
• I2C2：通常没有内置上拉电阻，必须通过外部上拉电阻（如4.7kΩ或1.5kΩ）来确保信号稳定。

2. 代码中可能存在的错误

• 你提到代码中注释未更新，但实际代码中使用的是I2C2，这可能导致理解上的混淆。
• 你的代码中RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE);是正确的，但需要确认是否在初始化前调用了该函数。
• GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11; 是正确的，但需确认PB10和PB11是否被正确配置为I2C2的SCL和SDA引脚（不同型号可能有差异）。

3. 上拉电阻的配置问题

• 你提到已经连接了上拉电阻，但仍然无法工作。可能是：
  • 上拉电阻值不合适（建议使用4.7kΩ）；
  • 上拉电阻连接方式错误（应并联在SCL/SDA与3.3V之间）；
  • 上拉电阻损坏或接触不良。

4. I2C模式配置问题

• 你使用的GPIO_Mode_AF_OD是开漏输出，这是正确的配置，但需确保I2C外设也处于正确的模式（如I2C_Mode_I2C）。
• 检查是否启用了I2C的ACK功能（I2C_Ack = I2C_Ack_Enable），否则可能导致通信失败。

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二、解决方案

1. 检查并修正I2C2的初始化代码

确保以下几点：

• 正确启用I2C2的时钟；
• 正确配置PB10（SCL）和PB11（SDA）为开漏输出；
• 使用合适的I2C参数（如时钟频率、占空比等）。

修改后的代码如下：

// I2C初始化
void I2C_Configuration(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;

    // 使能GPIOB和I2C2时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE);

    // 配置I2C2引脚：PB10-SCL, PB11-SDA
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;  // 开漏输出
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    // I2C2配置
    I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
    I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2; // 根据具体需求调整
    I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x00;
    I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;
    I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
    I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 100000;  // 100kHz

    I2C_Init(I2C2, &I2C_InitStructure);
    I2C_Cmd(I2C2, ENABLE);
}

注意：如果你使用的是STM32F4或其他系列，请确认PB10和PB11是否支持I2C2功能。部分型号可能需要使用其他引脚（如PA14/PA15）作为I2C2的SCL/SDA。

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2. 确保上拉电阻正确连接

• 上拉电阻应并联在SCL和SDA与3.3V之间，而不是直接连接到GPIO引脚。
• 常用阻值为 4.7kΩ，避免使用过小的电阻（如1.5kΩ）导致电流过大或不稳定。

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3. 检查PCA9685的地址和通信协议

• 确认PCA9685的I2C地址是否为0x40（默认地址）。
• 使用逻辑分析仪或示波器检查SCL和SDA信号是否正常。
• 如果使用I2C扫描工具（如I2C Scanner）检测设备是否存在，可以快速判断是否是通信问题。

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4. 添加I2C调试信息

• 在发送数据前后打印状态寄存器，查看是否有错误标志（如I2C_GetFlagStatus(I2C2, I2C_FLAG_BTF)）。
• 如果使用标准库，可以添加如下调试代码：

if (I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_ADDRESS_ACKNOWLEDGED)) {
    // 地址响应成功
} else {
    // 地址响应失败
}

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三、总结

| 问题点 | 解决方案 | |--------|----------| | I2C2无内部上拉电阻 | 必须外接4.7kΩ上拉电阻 | | 引脚配置错误 | 确认PB10和PB11为I2C2的SCL和SDA | | 初始化代码错误 | 修正代码中的注释和配置 | | 通信协议问题 | 检查PCA9685地址和通信协议 | | 信号稳定性问题 | 使用示波器或逻辑分析仪检测SCL/SDA波形 |

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如果以上方法仍无法解决问题，建议使用逻辑分析仪或I2C调试工具进一步排查信号是否正常。希望这些内容能帮助你定位问题！