使用STM32 HAL和FreeRTOS实现硬件I2C通信

1.情况介绍：

因为某个项目想要颜色识别，去识别球的颜色，但是又不想多来个摄像头，所以想尝试一下颜色传感器的方案。但是经过尝试，HAL库生成的 FreeRTOS 硬件 I2C 读写一直在报错。 刚好手头上有九轴陀螺仪的例程代码。最后用FreeRTOS 硬件 I2C 读取数据。

2.过程

这里提到了阻塞式 HAL 函数（ HAL_I2C_Master_Transmit（带超时）对 RTOS 不友好，因为它们不会“告诉”RTOS 它们正忙于等待（MCU 使用）某个条件。如果您需要更高的效率，您可以使用非阻塞 IT或_DMA 函数，实现中断和完成回调。

参考：Solved: I2C implementation based on freeRTOS OS – STMicroelectronics Community

            任务切换导致I2C出错 – STM32H7 – 硬汉嵌入式论坛 – Powered by Discuz! (armbbs.cn)

确实在我使用阻塞式(HAL_I2C_Master_Transmit)时，在第一次跑 I2C 任务时，它的接收是非常正常的，能够在正常接收20次左右，就来 HAL_I2C_ERROR_AF 报错了，然后一直死锁发不出去。我一开始还想偷懒，因为阻塞式函数的时候，数据正常接收，看看能不能对函数进行稍微的修改，让其跳过AF报错。但是读了上面的文章之后突然就想尝试 IT 和 DMA 。但是我手上有一份开发板的例程是使用阻塞式来读写的，我确认了一下，FreeRTOS确实是可以通过阻塞式来读写的。于是想着先继续研究阻塞式了。

这边例程中用的是：HAL_I2C_Mem_Read 我看了底层，跟 HAL_I2C_Master_Receive 是一样的

那我就开始大胆尝试，小心求证了。我之前是生成了一份没有 FreeRTOS  使用硬件 I2C 读取数据的。首先把代码先备份一份。然后将没有 FreeRTOS 的代码用 cubeMX 配置为使用 FreeRTOS 。仅创建了三个任务，一个是默认 defaultTask 任务，一个是 I2C_Test 任务，一个是 IDLE 任务（模拟其他需要运行的任务）。

amazing啊！I2C没有报错了。ErrorCode没了。就是数据不更新，库函数也没有报错。

然后我看了一圈下来都没问题，还记得上一篇提到的博客，作者的他的 FreeRTOS 说是添加了延时，原文是这样的：发现是由于循环执行太快，数据堵塞导致的问题。于是我就修改了一下任务延时，果然数据就出来了。然后我把统计了一下任务的FPS，测试出了临界帧率（个人视情况不同）

参考：解决STM32 I2C接口死锁在BUSY状态的另一种原因和方法_i2c时钟使能后busy

我自己测出来的 FPS 不能超过62，否则会造成数据堵塞。后来我满心欢喜把这个移到正在使用代码里面，数据又没了， I2C 还报错，ErrorCode 变回了 HAL_I2C_ERROR_AF。然后我就知道我原来里面的代码有东西在底层影响了 I2C 。后来排查到是这个冲突了。

 __HAL_TIM_SetCompare(&htim10, TIM_CHANNEL_1, pwm);

一个是 PWM，一个是 I2C，真的是没理由啊。随后我看了这两的引脚。是不是这两在同一组GPIO就相互影响了？反正我这是暂时排除不了。大佬救救我！

这是我把 __HAL_TIM_SetCompare 注释掉之后的效果，没有问题。

3.结语

阻塞式已经能够正常接收发送了，那我的任务就已经结束，IT 和 DMA 我就没去尝试了。希望以上内容对你有帮助，有什么不对的地方还请多多指点。

还有 PWM 和 I2C 的问题，希望大佬救我！

参考：

STM32 I2C 从设备 DMA方式读写稳定工作，记录以下方法。_stm32 i2c dma-CSDN博客

STM32F103学习笔记（1）——FreeRTOS下模拟I2C_freertos i2c-CSDN博客

STM32 I2C调试过程心得记录_i2c_initstruct.i2c_analogfilter-CSDN博客

微控制器 – 在 STM32 上使用 FreeRTOS 创建从属 I2C 的正确方法是什么？- 堆栈溢出 (stackoverflo​​​​​​w.com)