DMA 和 HAL 不工作的 I2C 传输

Question

这似乎是一个比较常见的问题，但是我在网上找到的任何解决方案都没有成功。具体来说，我试图通过 I2C/DMA 和 cubeIDE 中生成的 HAL 将 1024 字节缓冲区（完整的 128x64 像素图像）传输到 SSD1306 显示器。我正在使用 STML432 核板。使用 HAL_I2C_Mem_Write

在没有 DMA 的情况下传输缓冲区没有问题

根据我看到的其他问题，问题在于DMA完成而I2C总线仍在传输。我只是不知道如何解决这个问题，并且给出的示例通常不使用 HAL（不幸的是，尽管我做出了努力，但我猜我自己还不能完全正确地将它们应用于 HAL）。我曾尝试使用 I2c 和 DMA 的中断，但没有成功，只有大约前 254 个字节被传输（屏幕上显示的两行）。

这是我发送缓冲区的代码：

static void ssd1306_WriteMData_DMA(const uint8_t *data, uint16_t size)
{
    while(HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY);
    HAL_I2C_Mem_Write_DMA(&hi2c1, I2C_ADDR, SSD1306_REG_MDAT, 1, (uint8_t*)data, size);
}

以及每个中断处理程序的代码：

void I2C1_EV_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN I2C1_EV_IRQn 0 */
    if(I2C1->ISR & I2C_ISR_TCR){
        
    I2C1->CR2 |=  (I2C_CR2_STOP);// stop i2c
    I2C1->ICR |=  (I2C_ICR_STOPCF);// Reset the ICR  flag.

    // stop DMA
    DMA1->IFCR |= DMA_IFCR_CTCIF6;
    // clear flag
    DMA1_Channel6->CCR &= ~DMA_CCR_EN;
}
  /* USER CODE END I2C1_EV_IRQn 0 */
  //HAL_I2C_EV_IRQHandler(&hi2c1);
  /* USER CODE BEGIN I2C1_EV_IRQn 1 */
 
  /* USER CODE END I2C1_EV_IRQn 1 */
}


void DMA1_Channel6_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN DMA1_Channel6_IRQn 0 */

    // stop DMA
    DMA1->IFCR |= DMA_IFCR_CTCIF6;
    // clear flag
    DMA1_Channel6->CCR &= ~DMA_CCR_EN;

  /* USER CODE END DMA1_Channel6_IRQn 0 */
  HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_i2c1_tx);
  /* USER CODE BEGIN DMA1_Channel6_IRQn 1 */

  /* USER CODE END DMA1_Channel6_IRQn 1 */
}

我认为这是所有相关的代码，如果还有什么我遗漏的，请告诉我。所有外围设备的初始化代码都是通过 cubeMX 完成的，但我可以 post 如果需要，或者设置。我觉得我错过了一些非常简单的事情，但老实说这有点让我头疼，所以我不太明白到底发生了什么......

感谢您的帮助！

Answer 1

你还没说你用的是哪个STM32。它们有不同的位定义（因为早期发布的部分中的 I2C 外围设备是垃圾）但看起来你使用的是后来的一个。

基本上你可以在参考手册的I2C寄存器的位定义中找到你需要的。如果您在它完成之前设置停止，您需要寻找一个被清除的 BUSY 位或在您发送停止时被设置的 BTF（字节传输完成）位。

Answer 2

问题出在您的自定义 DMA1_Channel6_IRQHandler 和 I2C1_EV_IRQHandler 中。这些函数将在 I2C 传输 255 个字节后立即调用，对于 NBYTES 是 MAX_NBYTE_SIZE。 HAL 已经在 stm32l4xx_hal_i2c.c:

中包含所有必需的中断例程

将 I2C 传输 IRQ 处理程序设置为 I2C_Master_ISR_DMA；
检查数据大小是否大于 255 字节并使用重新加载模式。
将 I2C DMA 完成回调设置为 I2C_DMAMasterTransmitCplt；
使用 HAL_DMA_Start_IT()
使用 2C_TransferConfig()

HAL 驱动程序将使用 I2C_Master_ISR_DMA 和 I2C_DMAMasterTransmitCplt 处理所有 I2C+DMA 中断：

I2C_DMAMasterTransmitCplt 将为每个 255 (MAX_NBYTE_SIZE) 或更少字节的块重新启动 DMA。
I2C_Master_ISR_DMA 将使用 I2C_TransferConfig 重置 RELOAD/NBYTES 寄存器。对于最后一个数据块，使用 I2C_AUTOEND_MODE。

所以你只需要

从 DMA1_Channel6_IRQHandler 和 I2C1_EV_IRQHandler 函数中删除“用户代码”
在 STM32 设备配置工具中启用 I2C1 事件中断
使用数据宽度配置 DMA byte/byte
执行一次 HAL_I2C_Mem_Write_DMA(...) 的调用以开始传输
在下次传输前检查 HAL_I2C_STATE_READY

请参阅 stm32l4xx_hal_i2c.c 中的 HAL_I2C_Mem_Write_DMA、I2C_Master_ISR_DMA 和 I2C_DMAMasterTransmitCplt 源代码以了解其工作原理。

关于为什么 DMA 在 I2C 仍在工作时完成：HAL 驱动程序使用 255 字节块通过 DMA 发送 I2C 数据，停止 DMA，启动 DMA，清除 I2C_CR2 NBYTES/RELOAD，启用 DMA。 DMA 可能运行连续使用 DMA_CIRCULAR 模式，但目前它没有在 HAL I2C 驱动程序中实现。 下面是使用 I2C 和 DMA_CIRCULAR 的示例模式：

DMA enabled single time
hi2c1.hdmatx->XferCpltCallback =  MY_I2C_DMAMasterTransmitCplt;
HAL_DMA_Start_IT(hi2c1.hdmatx, (uint32_t)&i2cBuffer, (uint32_t)&hi2c1.Instance->TXDR, I2C_BUFFER_SIZE);
MY_I2C_TransferConfig(&hi2c1,  (uint16_t)DAC_ADDR, 254, I2C_RELOAD_MODE, I2C_GENERATE_START_WRITE); // in first call using I2C_GENERATE_START_WRITE
uint32_t tmpisr = I2C_IT_TCI; 
__HAL_I2C_ENABLE_IT(&hi2c1, tmpisr);
hi2c1.Instance->CR1 |= I2C_CR1_TXDMAEN;

仍然需要使用 MY_I2C_TransferConfig 清除 I2C_CR2 NBYTES/RELOAD 每 254 个字节（我不使用 255 将中断触发对齐到数组中的偶数索引）：

static HAL_StatusTypeDef MY_I2C_Master_ISR_DMA(struct __I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint32_t ITFlags, uint32_t ITSources)
{
    if (__HAL_I2C_GET_FLAG(&hi2c1, I2C_FLAG_TCR) == SET)
    {
        MY_I2C_TransferConfig(&hi2c1,  (uint16_t)DAC_ADDR, 254, I2C_RELOAD_MODE, I2C_NO_STARTSTOP); // in repeated calls using I2C_NO_STARTSTOP
 
    }
    return HAL_OK;
}

使用这种方法，DMA 循环缓冲区大小不限于 255 字节：

#define I2C_BUFFER_SIZE 1024
uint8_t i2cBuffer[I2C_BUFFER_SIZE];

Main.c 应该有 MY_I2C_TransferConfig() 函数，它是 stm32l4xx_hal_i2c.c 的私有函数 HAL_I2C_TransferConfig() 的复制粘贴版本。在早期的 STM32 微控制器上没有 NBYTES/RELOAD 字段，并且 I2C_CR2 不需要以这种方式更新。在循环模式下使用 DMA 可以实现最高帧速率，您只需要使用 XferHalfCpltCallback 和 XferCpltCallback 回调及时填充 DMA 缓冲区。可以使用 memcpy() 或 DMA MEMTOMEM 传输从更大的缓冲区复制帧。

DMA 和 HAL 不工作的 I2C 传输

I2C transmit with DMA and HAL not working

stm32

i2c

dma

hal