STマイコンでI2C通信する方法

ハード構成について

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STマイコンのI2C通信での注意点

1. コードジェネレーターでジェネレートを行うと、ソースコードが生成されますが、IDE側のバグ？でI2C通信の初期化設定が正しくないです。

stm32c0xx_hal_msp.c

void HAL_I2C_MspInit(){
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;     /*$ <-- ここが誤り $*/
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF6_I2C1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}

I2C通信を行う際は、プルアップ抵抗が必ず必要なので、メンバー変数Pullの設定が誤っています。よって、以下のように設定し直してください。

stm32c0xx_hal_msp.c

void HAL_I2C_MspInit(){
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
}

2. スレーブアドレス設定の注意点1。
まず、スレーブアドレスはコントロールレジスタの1ビット目～7ビット目までの7ビットで指定します。 その為、スレーブアドレスをスレーブ側のSTマイコンで設定する際には、設定するスレーブアドレスから1ビット左シフトした値を設定する必要があります。

例えば、スレーブアドレスが0x6F(111)の場合は、コーディング上では左に1ビットシフトした0xDE(222)を設定する必要があります。

main.c

MX_I2C1_Init(){
  hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0xDE;
}

3. I2C通信をする際は、エラー処理を忘れずに。
I2C通信を行うと、何かしらの原因で通信エラーとなる事があります（HAL関数の場合、戻り値がHAL_ERRORになる）。この時、通信の初期化処理を行わないと、通信エラーが永遠に続きます（原因は不明ですが、私の測定環境ですと20分ぐらい連続でI2C通信を行うとこの現象になります）。

ですので、以下のように通信エラーになった時の処理を設けておきましょう。

main.c

dummy_func()
  ret_val = HAL_I2C_Master_Transmit();
  if( ret_val == HAL_ERROR ){
      I2C_RESET() ;
  }

void I2C_RESET( void ){
  HAL_I2C_DeInit(&hi2c1) ;
  HAL_I2C_Init(&hi2c1) ;
}

ソースコード

マスタ側マイコンのmain.cの主な処理は以下の通り

main.c

int main(void){
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
    /* USER CODE BEGIN 3 */
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET) ;

	/*$ I2Cマスター送信を行う $*/
	ret_val = HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, slave_add, (uint8_t *)buf, 1, 3000);

	/*$ マスター送信を正しく行えた場合 $*/
    if( ret_val == HAL_OK ){
	    /*$ スレーブからデータを取得する $*/
	   	ret_val = HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, slave_add, (uint8_t *)buf, 1, 3000);
	    /*$ マスター受信を正しく取得出来た場合 $*/
	   	if( ret_val == HAL_OK ){
	    	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET) ;
	    	HAL_Delay(100) ;
	    } else {
		     I2C_RESET() ;
		 }
	 } else {
	     I2C_RESET() ;
	 }
	/*$ 1byteを超えた場合 $*/
	if( buf[0] >= 255 ){
	    buf[0] = 0 ;
	}
  }
}

スレーブ側マイコンのmain.cの主な処理は以下の通り

main.c

int main(void){
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
	/*$ LEDを点灯 $*/
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET) ;

	/*$ I2C_スレーブ受信 $*/
	ret_val = HAL_I2C_Slave_Receive(&hi2c1, (uint8_t *)buf, 1, 1000) ;

	/*$ 受信が無事に成功出来た場合 $*/
	if( ret_val == HAL_OK ){
	    /*$ 1だけインクリメントする $*/
	    buf[0] += 1 ;
	    /*$ buf[0]をスレーブ送信する $*/
	    ret_val = HAL_I2C_Slave_Transmit(&hi2c1, (uint8_t *)buf, 1, 1000) ;
	    /*$ スレーブ送信が成功した場合 $*/
	    if( ret_val == HAL_OK ){
	    	/*$ 100msecだけLEDを消す $*/
	    	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET) ;
	    	HAL_Delay(100) ;
	    	buf_record[index++] = buf[0] ;
	    	if( index >= 1000 ){
	    		index = 0 ;
	    	}
	    } else {
		     I2C_RESET() ;
		 }
	 } else {
	     I2C_RESET() ;
	 }
  }