I2C总线作为嵌入式系统中广泛应用的通信协议，其稳定性和可靠性直接影响着整个系统的性能。
I2C 死锁是指总线被卡住，无法继续通信的情况，通常由从设备意外拉低 SDA 或 SCL 线引起，导致主设备无法发起新的事务。
死锁的常见成因包括：
例如，若主设备在读取数据过程中重启，而从设备仍在传输模式，SDA 线可能被持续拉低，形成死锁。
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死锁的检测方法
检测 I2C 死锁的主要方法是使用超时机制。在 I2C 通信过程中，设置一个定时器，若总线访问或数据传输未在预期时间内完成，则触发死锁检测。
具体实现可以是：
这种方法在软件层面实现，无需额外硬件支持。证据倾向于这种方法在实时系统中效果显著，尤其是在检测从设备卡住时。
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死锁的预防措施
预防 I2C 死锁的硬件和软件措施包括：
硬件设计：
软件设计：
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死锁的解决策略
解决 I2C 死锁的方法分为软件和硬件两种。
软件方法
通过主设备手动生成至少10个时钟脉冲，强制从设备释放总线。这是基于 I2C 规范的恢复机制，通常需要9个时钟脉冲传输一个字节数据，额外一个脉冲确保释放。
void i2c_recover(void) {// 将 SCL 配置为 GPIO 输出// 初始化 SCL 为高电平for (uint32_t i = 0; i < I2C_RECOVER_NUM_CLOCKS; i++) {// 将 SCL 拉低delay_us(I2C_RECOVER_CLOCK_DELAY_US);// 将 SCL 拉高delay_us(I2C_RECOVER_CLOCK_DELAY_US);}// 重新配置 SCL 为 I2C 模式}
硬件方法
I2C 死锁虽然可能发生，但通过超时检测、强拉电阻预防以及时钟脉冲恢复，可以有效解决。硬件隔离（如 I2C 开关）进一步提升系统可靠性，适合复杂嵌入式应用。掌握这些方法，可显著提高嵌入式系统的稳定性和用户体验。
