电子与封装 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (5): 050305 . doi: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2026.0058
陈骞,高宁,丁光洲
CHEN Qian, GAO Ning, DING Guangzhou
摘要: 针对传统电路老炼测试中“单主机-单从机”通信方式导致的硬件资源冗余、系统复杂度高与成本高昂等问题,在工程原理层面进行创新,设计并实现了一种基于STM32H743单片机的多通道I2C批量通信系统。在硬件扩展机理上,系统通过配置STM32H743的25组通用输入/输出(GPIO)引脚,采用软件模拟I2C时序的方式,突破了微控制器硬件I2C外设数量有限的瓶颈,成功扩展出25组完全独立的I2C主机接口。在集中监控机理上,系统采用主从式轮询结构,结合双循环遍历算法这一核心调度策略,外层循环按地址组切换通信目标,内层循环遍历组内所有物理从机,通过分时复用机制实现了对多达25×X个(X为单主机支持的从机数)从机电路的状态数据采集与异常检测,形成了系统性的集中监管。测试结果表明,系统可实时回读并显示所有从机状态,异常检测响应时间低于100 ms,在125 ℃高温下持续测试48 h,累计超过440万次通信事务的成功率超过99.95%。相较于现有依赖专用切换芯片或多路复用器的同类方案,该方案利用纯软件模拟实现大规模I2C主机扩展,摒弃了额外的硬件依赖,从而在工程应用上带来了显著优势,单主板即可集中管理数百个节点,系统复杂度与硬件成本较传统方案估算降低40%以上,为高可靠性电子设备的量产筛选提供了一种更高性价比、更简洁可靠的全新解决方案。
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