代码收藏家技术教程 2024-06-02

STM32硬件I2C时序配置及最高速度测试详解

以前一直用STM32cubemx配置得I2C，在cubemx里最高只能给到1MHz，然后那个时序又不怎么看得懂，于是就一度以为最高只能1MHz。

今天忙里偷闲研究了下I2C的timing寄存器

操作平台STM32G431，使用LL库

先贴手册

这是一个32bit寄存器

bit【0~7】SCLL，SCL低电平时间

bit【8~15】SCLH，SCL高电平时间

bit【16~19】SDADEL，数据保持时间，在SCL拉低多久后SDA可以变化

bit【20~23】SCLDEL，数据设置时间，在SDA上加载本次传输的0/1后多久SCL拉高（通知从机数据有效）

bit【28~31】PRESC，时钟源预分频

SCL高低电平时间很好理解

SDADEL和SCLDEL可以参考下图我框出来的，I2C在SCL高电平时数据有效，这个时间主要就是为了防止SCL高电平时SDA数据还没准备好，可以想象大部分情况下给到0其实也不会有问题，但原则上还是至少给1避免不稳定因素

关于timing参数的最小时间单位，我的理解是时钟树配给I2C的频率除去预分频就是了，例如160M主频如果不分频，那么timing的数字就表示多少个（1/160M）秒，但实测并不是这样，似乎时钟树提供给I2C的时钟首先已经被分频了一次，大约已经给到了10分频。但是手册上大概看了看没发现类似的说明，希望有高手给解释一下。

根据手册，写了一段代码，用来设置I2C时序

void bsp_i2c_init(void)
{
  LL_I2C_Disable(I2C1);
  uint16_t PRESC = 0x0;   // 时间预分频器
  uint16_t SCLDEL = 0x1;  // 数据设置时间
  uint16_t SDADEL = 0x1;  // 数据保持时间
  uint16_t SCLH = 0x04;   // SCL 高电平时间
  uint16_t SCLL = 0x02;   // SCL 低电平时间
  uint32_t register_value = (PRESC << 28) | (SCLDEL << 20) | (SDADEL << 16) | (SCLH << 8) | SCLL;
  LL_I2C_SetTiming(I2C1, register_value);
  LL_I2C_Enable(I2C1);
}

这里是我已经调整过，在2k外部上拉加内部上拉的情况下，给到的最快时序。其实这个时候已经明显出现SCL上升沿不理想的情况了。具体表现为以1.8V为触发阈值，给到了4的高电平时间实际和给到2的低电平时间脉宽一样，这个偏差的时间就是因为SCL拉高了之后上升沿太缓导致到达1.8V需要一段时间。示波器不在手头也没法测具体的压摆率数据。