软件I2C 阻塞 中断

### 软件 I2C 实现中的阻塞与中断

在嵌入式系统中，软件 I2C 的实现通常涉及两种主要的工作模式：阻塞模式和中断驱动模式。这两种方式各有优缺点，在实际应用中可以根据具体需求选择合适的方案。

#### 阻塞模式下的 I2C 实现

当采用阻塞模式时，CPU 将等待当前操作完成后再继续执行后续指令。这种方式简单易懂，适合于对实时性要求不高且资源充足的场景。然而，长时间占用 CPU 可能会影响系统的整体性能[^1]。

void i2c_write_blocking(uint8_t address, uint8_t *data, size_t length) {
    while (length--) {  // 循环直到发送完毕
        // 设置地址并启动传输...
        while (!is_transmission_complete()) {}  // 等待传输结束
        send_byte(*data++);
    }
}

#### 中断驱动模式下的 I2C 实现

相比之下，基于中断的非阻塞设计允许处理器在数据传输期间处理其他任务，从而提高效率。在这种情况下，每当硬件状态发生变化（如接收/发送完成），就会触发相应的中断服务程序来响应事件。这种方法可以显著减少 CPU 占用率，但编程复杂度有所增加。

volatile bool transmission_done = false;

void __attribute__((interrupt)) I2C_ISR(void) {
    if (check_interrupt_flag() && !transmission_done) {
        handle_received_data();  // 或者准备下一次发送的数据
        clear_interrupt_flag();
        transmission_done = true;
    }
}

bool i2c_write_nonblocking(uint8_t address, const uint8_t* data, size_t length) {
    setup_transfer(address, data, length);
    enable_interrupts();
    
    // 返回前不等待传输完成
    return true;  
}

为了有效管理这两类机制间的潜在冲突：

- **优先级配置**：合理设置不同外设中断源的优先级别，确保重要任务能够及时得到处理。
- **超时保护**：即使使用了异步方法也应加入合理的超时检测逻辑，防止因外部因素造成死锁现象。
- **同步原语的应用**：利用信号量、互斥锁等工具协调多线程环境下的并发访问问题。

通过上述措施可以在很大程度上缓解甚至消除由于混合运用阻塞型函数调用同事件驱动架构所带来的负面影响。