STM32中的SMBUS总线用在哪些场合-IIC，I2C

一直都在说IIC里面的SMBUS，单好像一直都没有使用过，所以想查查资料，看看SMBUS到底是啥？干啥用的？

一、SMBUS 典型应用场合

SMBUS（系统管理总线）是 I2C 的子集，更强调 "系统管理" 和 "可靠性"，核心应用在需要低速、短距离、低成本的硬件监控 / 管理场景，常见场景如下：

1. 硬件健康监控

   服务器、工控机、主板中监控核心电压、CPU / 芯片温度、风扇转速（符合 IPMI/PC99 规范），比如通过 SMBUS 读取电源管理芯片 (PMIC) 的电压数据。

2. 电池管理系统（BMS）

   笔记本、手机、无人机的锂电池管理，通过 SMBUS 读取电池的剩余电量 (SoC)、循环次数、温度、充放电状态。

3. 低速外设通信

   智能家居 / 工业场景中的温湿度传感器、电流传感器、EEPROM、LED 驱动芯片（要求通信简单且功耗低）。

4. 系统配置管理

   主板 / 外设的配置信息读取（如内存 SPD 芯片、扩展卡的硬件参数），无需高速通信，优先保证稳定性。

二、HAL 库版 STM32 SMBUS 驱动（以 STM32F103 为例）

SMBUS 基于 I2C 外设实现，HAL 库下只需将 I2C 配置为 SMBUS 兼容时序（100KHz、开漏输出、7 位地址）即可。以下是完整驱动，兼容 STM32F1/F4/F7/H7 系列（仅 CubeMX 配置略有差异）。

前置准备（CubeMX 基础配置）

先通过 STM32CubeMX 完成基础配置：

1. 选择对应 STM32 型号，配置系统时钟（如 72MHz）。

2. 找到 I2C 外设（如 I2C1），模式选择SMBus Host（或 I2C，SMBUS 兼容）。

3. 配置 SCL/SDA 引脚（如 PB6/PB7）：模式为GPIO_Output_OD（开漏输出）、上拉使能。

4. 配置 I2C 参数：时钟频率 100KHz、地址位 7 位、应答使能、占空比 2:1。

5. 生成代码（选择 HAL 库，MDK-ARM 工程）。

6. 头文件（smbus_hal.h）

#ifndef __SMBUS_HAL_H
#define __SMBUS_HAL_H
#include "main.h"  // 包含CubeMX生成的核心头文件
#include "i2c.h"   // I2C HAL库头文件
// 硬件宏定义（与CubeMX配置一致）
#define SMBUS_HANDLE              hi2c1  // CubeMX生成的I2C句柄（如hi2c1/hi2c2）
#define SMBUS_SLAVE_ADDR          0xA0   // 从设备地址（7位地址左移1位，按需修改）
// 函数声明
uint8_t SMBUS_WriteByte(uint8_t slave_addr, uint8_t reg_addr, uint8_t data);  // 单字节写
uint8_t SMBUS_ReadByte(uint8_t slave_addr, uint8_t reg_addr, uint8_t *data);   // 单字节读
uint8_t SMBUS_WriteBytes(uint8_t slave_addr, uint8_t reg_addr, uint8_t *data, uint8_t len); // 多字节写
uint8_t SMBUS_ReadBytes(uint8_t slave_addr, uint8_t reg_addr, uint8_t *data, uint8_t len);  // 多字节读
#endif /* __SMBUS_HAL_H */

2. 源文件（smbus_hal.c）

#include "smbus_hal.h"
/**
 * @brief  SMBUS单字节写操作（HAL库版）
 * @param  slave_addr: 从设备地址（7位左移1位）
 * @param  reg_addr: 寄存器地址
 * @param  data: 待写入数据
 * @retval 0:成功，其他:HAL库错误码（如1=超时、2=参数错误）
 */
uint8_t SMBUS_WriteByte(uint8_t slave_addr, uint8_t reg_addr, uint8_t data)
{
    HAL_StatusTypeDef status;
    // 检查参数有效性
    if (slave_addr == 0 || reg_addr > 0xFF) return 2;
    // HAL库I2C写：地址+寄存器+数据（SMBUS核心流程）
    status = HAL_I2C_Mem_Write(&SMBUS_HANDLE, slave_addr, reg_addr, 
                               I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &data, 1, 100); // 100ms超时
    return (status == HAL_OK) ? 0 : 1; // 0成功，1超时/失败
}
/**
 * @brief  SMBUS单字节读操作（HAL库版）
 * @param  slave_addr: 从设备地址
 * @param  reg_addr: 寄存器地址
 * @param  data: 存储读取数据的指针
 * @retval 0:成功，其他:错误码
 */
uint8_t SMBUS_ReadByte(uint8_t slave_addr, uint8_t reg_addr, uint8_t *data)
{
    HAL_StatusTypeDef status;
    // 检查参数有效性
    if (data == NULL || slave_addr == 0 || reg_addr > 0xFF) return 2;
    // HAL库I2C读：地址+寄存器+读取数据
    status = HAL_I2C_Mem_Read(&SMBUS_HANDLE, slave_addr, reg_addr, 
                              I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, data, 1, 100); // 100ms超时
    return (status == HAL_OK) ? 0 : 1;
}
/**
 * @brief  SMBUS多字节写操作
 * @param  slave_addr: 从设备地址
 * @param  reg_addr: 起始寄存器地址
 * @param  data: 数据缓冲区
 * @param  len: 数据长度
 * @retval 0:成功，其他:错误码
 */
uint8_t SMBUS_WriteBytes(uint8_t slave_addr, uint8_t reg_addr, uint8_t *data, uint8_t len)
{
    HAL_StatusTypeDef status;
    if (data == NULL || len == 0 || slave_addr == 0) return 2;
    status = HAL_I2C_Mem_Write(&SMBUS_HANDLE, slave_addr, reg_addr,
                               I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, data, len, 100);
    return (status == HAL_OK) ? 0 : 1;
}
/**
 * @brief  SMBUS多字节读操作
 * @param  slave_addr: 从设备地址
 * @param  reg_addr: 起始寄存器地址
 * @param  data: 接收缓冲区
 * @param  len: 读取长度
 * @retval 0:成功，其他:错误码
 */
uint8_t SMBUS_ReadBytes(uint8_t slave_addr, uint8_t reg_addr, uint8_t *data, uint8_t len)
{
    HAL_StatusTypeDef status;
    if (data == NULL || len == 0 || slave_addr == 0) return 2;
    status = HAL_I2C_Mem_Read(&SMBUS_HANDLE, slave_addr, reg_addr,
                              I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, data, len, 100);
    return (status == HAL_OK) ? 0 : 1;
}

3. 测试示例（main.c 中调用）

#include "smbus_hal.h"
int main(void)
{
  /* 1. CubeMX生成的初始化代码（无需修改） */
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_I2C1_Init(); // I2C/SMBUS初始化
  /* 2. SMBUS测试 */
  uint8_t write_data = 0x66;
  uint8_t read_data;
  uint8_t write_buf[3] = {0x01, 0x02, 0x03};
  uint8_t read_buf[3];
  uint8_t ret;
  // 单字节写
  ret = SMBUS_WriteByte(SMBUS_SLAVE_ADDR, 0x01, write_data);
  if (ret == 0) {
      // 写成功
  }
  // 单字节读
  ret = SMBUS_ReadByte(SMBUS_SLAVE_ADDR, 0x01, &read_data);
  if (ret == 0) {
      // 读成功，read_data即为读取的值
  }
  // 多字节写
  ret = SMBUS_WriteBytes(SMBUS_SLAVE_ADDR, 0x02, write_buf, 3);
  // 多字节读
  ret = SMBUS_ReadBytes(SMBUS_SLAVE_ADDR, 0x02, read_buf, 3);
  /* 3. 主循环 */
  while (1)
  {
    // 循环执行
    HAL_Delay(1000);
  }
}

三、关键说明（HAL 库版 vs 标准库版）

1. 核心 API 差异

   HAL 库封装了底层 I2C 操作，直接使用HAL_I2C_Mem_Write/Read即可实现 SMBUS 读写，无需手动处理起始 / 停止信号、应答等（由 HAL 库自动完成）。

2. 错误处理

   驱动中返回 0 表示成功，1 表示超时 / 通信失败，2 表示参数错误，便于调试。

3. 兼容性

   若使用 STM32F4/F7/H7，仅需修改SMBUS_HANDLE（如 hi2c2），核心函数完全通用。

4. 硬件要求

   SCL/SDA 引脚必须为开漏输出 + 上拉（CubeMX 中配置为 GPIO_Output_OD），否则 SMBUS 通信会异常。

总结

1. SMBUS 主要用于硬件监控（电压 / 温度）、电池管理、低速外设通信等场景，核心是 "稳定" 而非 "高速"。

2. HAL 库版 SMBUS 驱动基于HAL_I2C_Mem_Write/Read封装，无需手动处理总线时序，比标准库更简洁。

3. 使用前需通过 CubeMX 配置 I2C 为 SMBUS 兼容模式（100KHz、7 位地址、开漏引脚），驱动函数直接调用即可。

如果需要适配特定从设备（如电池管理芯片、传感器），只需修改SMBUS_SLAVE_ADDR和寄存器地址，核心读写逻辑无需调整。