STM32发现F3 SPI环回RXFIFO收不到数据

Posted 2023-02-19

【中文标题】STM32发现F3 SPI环回RXFIFO收不到数据

【英文标题】：STM32 discovery F3 SPI loopback RXFIFO receives no data

【发布时间】：2017-07-03 00:30:04

【问题描述】：

我正在使用 STM32 F3 discovery 套件并开始使用 SPI 外围设备。我从一个简单的环回系统开始：我检查 TXFIFOLVL 状态，如果未满，我将数据发送到 DR 寄存器，然后它应该循环回我的RxBuffer（我从 DR 读取数据，而 RXFIFOLVL 不为空），但我遇到了问题 - 我没有得到任何回复在我的接收缓冲区上，我似乎不明白为什么。我不使用 HAL 或 标准外设库，所以我配置 SPI 并通过如下寄存器值使用它：

SPI 代码的头文件：

#define GPIOA_ENABLE                    0b1<<17             // Enable GPIO port A clock in AHBENR register
#define SPI1_CLOCK_ENABLE               0b1<<12             // Enable SPI1 clock in APB2ENR register
#define SPI1_PIN_ALT_FNC                0b1010<<4           // Sets PA5,PA6 & PA7 to Alternative function
#define SPI1_OUTPUT_TYPE                ~(0b111<<5)         // Sets PA5, PA6 & PA7 to push-pull
#define SPI1_PIN_SPEED                  0b1111<<4           // Sets pins from 4 to 7 to work on 50 MHz output speed
#define SPI1_PIN_ALT_FNC_LOW            0b0101<<4           // Sets the Alternative function to AF5 in alternative function low register
#define SPI1_PIN_ALT_FNC_HIGH           0b0101<<4           // Sets the Alternative function to AF5 in alternative function high register
#define SPI1_BAUDRATE_PRESCALER_2       0b000<<3            // F_PCLK/2
#define SPI1_BAUDRATE_PRESCALER_128     0b110<<3            // F_PCLK/128
#define SPI1_MASTER_MODE                0b1<<2              // Sets the SPI1 to master mode
#define SPI1_PERI_ENABLE                0b1<<6              // Enable the SPI peripheral
#define SPI1_SSM_ENABLE                 0b1<<9              // Enable SPI software slave management
#define SPI1_SSI_ENABLE                 0b1<<8              // SPI1 internal slave select
#define SPI1_NSSP_ENABLE                0b1<<3              // Enable NSS pulse management
#define SPI1_FRXTH_8BIT                 0b1<<12             //Set the FIFO reception threshold to 8 bits
#define SPI1_DATA_SIZE                  0b0111<<8           // SPI1 DATA size
#define SPI1_TXFIFO_FULL_FLAG           0b11<<11            // SPI1 Tx FIFO transmission flag
#define SPI1_RXFIFO_EMPTY_FLAG          0b00<<9             // SPI1 Rx FIFO reception flag

#include "main.h"
#include "stm32f3xx_hal.h"

void spi_init();
void spi_WriteRead(uint8_t *rxBuffer, uint8_t *txBuffer, uint8_t bufferSize);

SPI 代码的代码文件：

#include "SPI_toSD.h"

/* SPI1 configuration
 * PA5 - SCK
 * PA6 - MISO
 * PA7 - MOSI
 */
void spi_init()

// Start the GPIO and peripheral clocks in Reset and Clock Control register
RCC->AHBENR |= GPIOA_ENABLE;
RCC->APB2ENR |= SPI1_CLOCK_ENABLE;

// Configure the GPios for SPI communication
GPIOA->MODER |= SPI1_PIN_ALT_FNC;
GPIOA->OTYPER &= SPI1_OUTPUT_TYPE;
GPIOA->OSPEEDR |= SPI1_PIN_SPEED;
GPIOA->AFR[0] |= SPI1_PIN_ALT_FNC_LOW;
GPIOA->AFR[1] |= SPI1_PIN_ALT_FNC_HIGH;

// Configure the SPI peripheral
SPI1->CR1 |= SPI1_BAUDRATE_PRESCALER_2;
SPI1->CR1 |= SPI1_SSM_ENABLE;
SPI1->CR1 |= SPI1_MASTER_MODE;
SPI1->CR1 |= SPI1_SSI_ENABLE;
SPI1->CR2 |= SPI1_DATA_SIZE;
SPI1->CR2 |= SPI1_FRXTH_8BIT;
SPI1->CR2 |= SPI1_NSSP_ENABLE;
SPI1->CR1 |= SPI1_PERI_ENABLE;
SPI1->CR1 &= ~SPI1_SSI_ENABLE;



void spi_WriteRead(uint8_t *rxBuffer, uint8_t *txBuffer, uint8_t bufferSize)
int i;
while((SPI1->SR & 0b11<<11)==SPI1_TXFIFO_FULL_FLAG);
for(i=0;i<bufferSize;i++)
        SPI1->DR |= *txBuffer;  // send *txBuffer++
        txBuffer++;


    while((SPI1->SR & 0b11<<9)!=SPI1_RXFIFO_EMPTY_FLAG)
        *rxBuffer = SPI1->DR;
        rxBuffer++;
    

在 main 中，我只是简单地定义我的缓冲区并像这样初始化它们：

uint8_t rx_buff[SIZE] = 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
uint8_t tx_buff[SIZE] = 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10;

因此，在调用我的 spi_WriteRead() 函数之后，我自然希望这些缓冲区具有相同的值。

我调用我的 spi_init() 函数并在我的 while 循环中调用 spi_WriteRead() 函数：

  spi_WriteRead(rx_buff,tx_buff,SIZE);

SIZE 在我的 main.c 中定义为：

#define SIZE  10

我使用 SW4STM32 环境进行编码和调试，因此在我的调试器中我可以看到所有的寄存器值。我的 SPI 已按照我的定义进行初始化，并且我的数据正在发送到 TXFIFO 缓冲区，但 RXFIFO 缓冲区没有任何内容。如果我检查 SPI SR 寄存器，我可以看到我的 TXFIFO 已填满，但 RXFIFO 标志说它是空的。

有没有人知道我做错了什么？我是否严重误解了 SPI 的一些简单内容？感谢您的输入！

【问题讨论】：

您是否使用示波器/逻辑分析仪验证了 SPI 的物理线路？

是的，我刚刚用 PicoScope 检查了它，它似乎发送了乱码，这可以解释 TXFIFO 填充并保持满，而 RXFIFO 保持为空。

如果有什么理由不使用好的库？不过，这里有来自 keil keil.com/dd2/pack 的非常方便的 io 驱动程序。

【参考方案1】：

编辑：

好好看看这里：

#define SPI1_SSI_ENABLE                 0b1<<8
...
SPI1->CR1 |= SPI1_PERI_ENABLE;
SPI1->CR1 &= ~SPI1_SSI_ENABLE;

现在您可能知道为什么 #define 宏通常被认为是一个坏主意。如果您使用来自stm32f3xxx.h 标头的#define 值，则不会有这个问题，因为所有带有操作的值都在那里有括号。你没有它们。这就是为什么您的代码在编译器中看起来像这样：

SPI1->CR1 |= SPI1_PERI_ENABLE;
SPI1->CR1 &= ~0b1<<8;

相当于：

SPI1->CR1 |= SPI1_PERI_ENABLE;
SPI1->CR1 &= (~0b1)<<8;

更进一步：

SPI1->CR1 |= SPI1_PERI_ENABLE;
SPI1->CR1 &= 0xffffff00;

可能不是你想要的。

您还应该知道，如果您的设备是主设备，则应同时设置 SSI 和 SSM 位。 https://***.com/a/42169600/157344

原文：

请注意，在这些设备中，当您直接访问 SPI1->DR 时，您会一次发送/接收两个字节。那是因为这个寄存器被定义为uint16_t 并且 SPI 支持所谓的“数据打包”（在参考手册中搜索它）。如果您想一次发送/接收一个字节，那么您需要将寄存器转换为写入和读取：

readByte = (volatile uint8_t*)SPI1->DR;
(volatile uint8_t*)SPI1->DR = writeByte;

顺便说一句 - 为什么不使用 CMSIS 标头提供的#defines？你不必定义像SPI1_MASTER_MODE...

【讨论】：

感谢您的提示，我不知道。必须在参考手册中浏览过它。因此，如果我真的不关心数据是作为 WORD 还是作为 BYTE 发送的，我也可以将指针增加 2 而不是 1，对吗？同样在调试器中，我注意到 CR1 中的 SPI 启用字段在 spi_init() 完成后设置为 0，这是正常行为还是应该调查它？

@saukijan - 您可以一次发送 8 位或 16 位数据，但要增加指针，您还必须从缓冲区读取/写入 2 个字节。当前，您读取一个字节并将其作为 16 位 0x00?? 写入 DR 寄存器。一般来说，新的 STM32 设备中的 SPI 可能会很棘手......

@saukijan - 看看编辑后的答案。它现在应该可以解决您的（主要）问题。

谢谢你的详细解释，现在说得通了。我会测试它并稍后报告结果。

是的，括号是问题所在。下次我会知道使用 CMSIS 定义。感谢您的帮助！