STM32的硬件I2C有BUG吗？

一路上

坊间一直流传着一个传说~STM32的硬件I2C设计有BUG，最好不要用，用软件I2C比较靠谱。长久以来，为了不必要的麻烦，我也一直没有用过硬件I2C，主要是软件I2C也比较方便，基本上任意端口都可以用。

最近画了块板子，正好用到了I2C，就顺便来测试一下硬件I2C是不是真的像有些人说的不好用。

测试硬件：STM32F407VET6+AT24C64
测试软件：STM32CubeMX v6.1.1
HAL库：STM32CubeF4 Firmware Package V1.25.2

STM32CubeMX配置

使用STM32CubeMX配置很方便，时钟等基础配置不再详细介绍，直接看I2C配置如下：

这里的速度模式选择为标准模式，时钟为100K。要求高的可以选择Fast模式，400K时钟。
配置完成后生成代码。

编写代码

代码生成后，直接调用读写数据的函数即可：
HAL_I2C_Mem_Read
HAL_I2C_Mem_Write

函数参数可参考代码注释。
24CXX系列的EEPROM进行写操作时需要注意，跨页写入时，要有一定的延时，否则会写入不成功。不同容量的页大小也不一样。
另外，24C16以下容量的地址为8位，24C32以上容量的地址为16位，在调用读写函数时需要注意，选择I2C_MEMADD_SIZE_8BIT或者I2C_MEMADD_SIZE_16BIT。测试使用的是24C64，所以选择I2C_MEMADD_SIZE_16BIT。

为了方便操作，将读写函数再封装一层，将跨页写入的各种情况都考虑到，实现任意地址连续写入。程序如下：

1. #include "at24c64.h"
   
2. #include "i2c.h"
   
3. 
   
4. #define AT24CXX_ADDR_READ   0xA1
   
5. #define AT24CXX_ADDR_WRITE   0xA0
   
6. #define PAGE_SIZE   32
   
7. /**
   
8. * @brief        AT24C64任意地址连续读多个字节数据
   
9. * @param        addr —— 读数据的地址（0-65535)
   
10. * @param        dat  —— 存放读出数据的地址
    
11. * @retval        成功 —— HAL_OK
    
12. */
    
13. uint8_t At24cxx_Read_Amount_Byte(uint16_t addr, uint8_t* recv_buf, uint16_t size)
    
14. {
    
15.     return HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_READ, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, recv_buf, size, 0xFFFFFFFF);
    
16. }
    
17. 
    
18. /**
    
19. * @brief        AT24C64任意地址连续写多个字节数据
    
20. * @param        addr —— 写数据的地址（0-65535）
    
21. * @param        dat  —— 存放写入数据的地址
    
22. * @retval        成功 —— HAL_OK
    
23. */
    
24. uint8_t At24cxx_Write_Amount_Byte(uint16_t addr, uint8_t* dat, uint16_t size)
    
25. {
    
26.     uint8_t i = 0;
    
27.     uint16_t cnt = 0;        //写入字节计数
    
28. 
    
29.     /* 对于起始地址，有两种情况，分别判断 */
    
30.     if(0 == addr % PAGE_SIZE )
    
31.     {
    
32.         /* 起始地址刚好是页开始地址 */
    
33. 
    
34.         /* 对于写入的字节数，有两种情况，分别判断 */
    
35.         if(size <= PAGE_SIZE)
    
36.         {
    
37.             //写入的字节数不大于一页，直接写入
    
38.             return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, dat, size, 0xFFFFFFFF);
    
39.         }
    
40.         else
    
41.         {
    
42.             //写入的字节数大于一页，先将整页循环写入
    
43.             for(i = 0;i < size/PAGE_SIZE; i++)
    
44.             {
    
45.                 HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, &dat[cnt], PAGE_SIZE, 0xFFFFFFFF);
    
46.                 HAL_Delay(3);
    
47.                 addr += PAGE_SIZE;
    
48.                 cnt += PAGE_SIZE;
    
49.             }
    
50.             //将剩余的字节写入
    
51.             return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, &dat[cnt], size - cnt, 0xFFFFFFFF);
    
52.         }
    
53.     }
    
54.     else
    
55.     {
    
56.         /* 起始地址偏离页开始地址 */
    
57.         /* 对于写入的字节数，有两种情况，分别判断 */
    
58.         if(size <= (PAGE_SIZE - addr%PAGE_SIZE))
    
59.         {
    
60.             /* 在该页可以写完 */
    
61.             return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, dat, size, 0xFFFFFFFF);
    
62.         }
    
63.         else
    
64.         {
    
65.             /* 该页写不完 */
    
66.             //先将该页写完
    
67.             cnt += PAGE_SIZE - addr%PAGE_SIZE;
    
68.             HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, dat, cnt, 0xFFFFFFFF);
    
69.             addr += cnt;
    
70.             HAL_Delay(3);
    
71.             //循环写整页数据
    
72.             for(i = 0;i < (size - cnt)/PAGE_SIZE; i++)
    
73.             {
    
74.                 HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, &dat[cnt], PAGE_SIZE, 0xFFFFFFFF);
    
75.                 HAL_Delay(3);
    
76.                 addr += PAGE_SIZE;
    
77.                 cnt += PAGE_SIZE;
    
78.             }
    
79. 
    
80.             //将剩下的字节写入
    
81.             return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, &dat[cnt], size - cnt, 0xFFFFFFFF);
    
82.         }            
    
83.     }
    
84. }

复制代码

测试结果

经过测试硬件I2C读写EEPROM正常。没有发现所谓的BUG，当然这只是M4内核的针对EEPROM一种器件的测试，对于其它内核（M3等）和其它I2C器件，还有待验证。

总结
硬件I2C使用起来比较简单，不需要自己去调节时序，但是只能使用固定的几个引脚。
软件模拟I2C可以使用任意引脚，针对不同的MCU，移植起来比较方便，但对于不同频率的MCU，时序调节比较麻烦。

两者各有其优缺点，需要根据实际需求去选择。