STM32，主从设备互不响应
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【中文标题】STM32，主从设备互不响应【英文标题】：STM32, master and slave devices not responding to each other 【发布时间】：2019-08-30 10:06:22 【问题描述】：尊敬的堆栈溢出用户， 我已经构建了一个带有主设备和 10 个从属设备的网络。它们都通过 4 线 SPI 进行通信。现在我正在为这两个板编写程序，但它们似乎不起作用，我没有得到预期的响应。
我有一块主板和 10 个相同的从板。该协议很简单 - 与 SPI 一样，任何事务都由主设备发起，并发送命令。然后被选中的从机接收到前面提到的命令，将忙碌标志引脚设置为高电平，并检查它是否有效。解析命令后释放busy bin，如果命令有效，则将接收到的相同字节发送给master，否则发送错误标记。之后，执行任何必要的数据交换。我尝试将 IO 配置为常规 portf 及其替代功能，还尝试在每次事务后重置 SPI 外围设备，但似乎没有任何效果。
这是我得到的： https://imgur.com/a/MICEx2f 频道分别来自顶部： MOSI、MISO、CLK 和忙碌标志。无论如何，我没有得到奴隶的回应。该命令被正确解释（来自 UART 的调试数据），但没有发回任何内容。
这是 SLAVE 设备代码的 SPI 部分：
uint8_t spi_sendrecv(uint8_t byte)
// poczekaj az bufor nadawczy bedzie wolny
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
SPI_I2S_SendData(SPI1, byte);
// poczekaj na dane w buforze odbiorczym
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
uint8_t SPI_get_cmd_ack(void)
uint8_t cmd;
uint8_t valid_flag;
//In cas if the BF pin was left high
BF_OUT_low();
//Let's wait for some data
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
cmd = SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
//cmd = SPI_get_command();
//Check the cmd
BF_OUT_high();
valid_flag = SPI_check_for_valid_cmd(cmd);
//SPI_reset_flush();
BF_OUT_low();
if(valid_flag == CMD_RET_STATUS_VALID)
spi_sendrecv(cmd);
return cmd;
else
spi_sendrecv(CMD_ERROR);
return CMD_ERROR;
这是 MASTER 部分：
//Sends a command to a slave device
//Param1: slave device no, from 0 to 9
//Param2: command to send
//Retval: command send success or failure:
//DATA_TRANSFER_OK or DATA_TRANSFER_ERR
uint8_t SPI_send_command(uint8_t slave_no, uint8_t cmd)
uint8_t cnt = 0;
uint8_t rx_cmd;
//SPI_reset();
//Select the correct slave
SPI_select_slave(0);
delay_ms(0);
SPI_select_slave(slave_no);
delay_ms(0);
//Transmit the cmd
SPI_sendrecv(cmd);
//SPI_reset();
//Wait for the busy flag indication
while(SPI_get_busy_flag(slave_no) == Bit_RESET)
if(cnt < SPI_RETRY_COUNT)
++cnt;
delay_ms(1);
else
SPI_select_slave(0);
return DATA_TRANSFER_ERR;
//Same for the busy flag on:
while (SPI_get_busy_flag(slave_no) == Bit_SET)
if(cnt < SPI_RETRY_COUNT)
++cnt;
delay_ms(1);
else
SPI_select_slave(0);
return DATA_TRANSFER_ERR;
rx_cmd = SPI_sendrecv(0);
//SPI_reset();
if(rx_cmd == cmd) return DATA_TRANSFER_OK;
else return DATA_TRANSFER_ERR;
这里是代码的初始化部分，分别是slave和master：
void SPI_init(void)
GPIO_InitTypeDef SPI_GPIO;
SPI_InitTypeDef SPI;
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA | RCC_AHBPeriph_GPIOB | RCC_AHBPeriph_GPIOC, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);
//GPIOA5 SCK
//GPIOA6 MISO
//GPIOA7 MOSI
SPI_GPIO.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
SPI_GPIO.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
SPI_GPIO.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;
SPI_GPIO.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &SPI_GPIO);
SPI_GPIO.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;
SPI_GPIO.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_Init(GPIOA, &SPI_GPIO);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource5, GPIO_AF_SPI1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_SPI1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_SPI1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource15, GPIO_AF_SPI1);
//Busy flag
SPI_GPIO.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
SPI_GPIO.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
SPI_GPIO.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
GPIO_Init(GPIOC, &SPI_GPIO);
/*SPI_GPIO.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
SPI_GPIO.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
SPI_GPIO.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;
GPIO_Init(GPIOA, &SPI_GPIO);*/
SPI.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
SPI.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
SPI.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
SPI.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
SPI.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
SPI.SPI_Mode = SPI_Mode_Slave;
SPI.SPI_NSS = SPI_NSS_Hard;
SPI_Init(SPI1, &SPI);
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
SPI_aux_tim_conf();
static void SPI_IO_conf(void)
//Struct
GPIO_InitTypeDef SPI_IO;
//CLK
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA | RCC_AHB1Periph_GPIOB | RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);
//Conf
SPI_IO.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
//5 - SCK, 6 - MISO, 7- MOSI
SPI_IO.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_6;
SPI_IO.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;
SPI_IO.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
SPI_IO.GPIO_Speed = GPIO_Speed_25MHz;
//Init
GPIO_Init(GPIOA, &SPI_IO);
//Connect to SPI periph
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource5, GPIO_AF_SPI1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_SPI1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_SPI1);
//For busy flag checking
SPI_IO.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
SPI_IO.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11 |GPIO_Pin_12 |GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
SPI_IO.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;
SPI_IO.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOE, &SPI_IO);
SPI_IO.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_Init(GPIOB, &SPI_IO);
static void SPI_periph_conf(void)
//Struct
SPI_InitTypeDef SPI_conf;
//CLK
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);
//Conf
//SysClk = 84000000
//84/64 = 1,3125MHz
SPI_conf.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_128;
SPI_conf.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
SPI_conf.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
//SPI_conf.SPI_CRCPolynomial =
SPI_conf.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
SPI_conf.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
SPI_conf.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
SPI_conf.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
SPI_conf.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
//Conf, enable
SPI_Init(SPI1, &SPI_conf);
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
//SPI_Cmd(SPI1, DISABLE);
正如您在波形图上看到的，从机没有响应，预期的响应与主机在前一个周期中发送的命令相同。例如，我发送一个 0x01 存在命令，从机应该以相同的字节响应，之后，应该发生任何其他交换，尚未实现。
最好的问候，马雷克
【问题讨论】：
图片上的信号看起来像随机垃圾，那么是什么让您认为这是软件问题？看起来您要么在没有探头接地的情况下进行测量，要么遇到了硬件问题。 如我所见，没有 CLK 或 CS 信号……如果未选择，从机将不会应答。可以试试 1 slave 1 master 共享 CLK 和 CS 信号吗？ 很棒的帖子。您能否断开所有从机，仅将示波器连接到主机 SPI 线和主机的从机选择线并确认主机正确发送数据？这样你就会知道，至少 master 工作正常。 感谢您的回复。当然有Clock和CS信号，后者是看不到的，在示波器上放大后可以看到时钟：！Oscillogram CS是通常的低电平有效信号，我没有费心去描绘它，因为我知道它工作正常。我也尝试过每种设备之一，它似乎工作相同。大师也在发送正确的数据，我已经按照你的建议进行了检查，@KamilCuk。最好的问候 那么图片实际上显示了什么？ MOSI实际上不是MOSI吗？ MISO 是时钟……数据在哪里？ “2”是一些随机噪音？ “1”是一些不相关的信号？ 【参考方案1】：感谢您的帮助。经过很长时间后，我设法通过在每次事务后重置从设备中的 SPI 外围设备来使其正常工作：
void SPI_reset_flush(void)
//Reset the periph and registers
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);
SPI_aux_tim_wait();
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, DISABLE);
SPI_aux_tim_wait();
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
12.04.2019 实际上，我认为上述解决方案并不是最好的。问题是，我没有等待 SPI 缓冲区清空，这导致发送随机数据，并且我失去了设备之间的同步。我自从重写了代码，并坚持参考手册中的 TX/RX 程序。
最好的问候，马雷克
【讨论】：
【参考方案2】：从您的图像看来，发送数据后 CLK 保持低电平。在 SPI 中，Master 是唯一的时钟控制器。
来自STM32F411xC/E reference manual, p 578：
忙碌标志
此 BSY 标志由硬件设置和清除（写入此标志无效）。 BSY标志表示SPI通信层的状态。
当设置 BSY 时，表示 SPI 正忙于通信。在主模式/双向接收模式（MSTR=1 和 BDM=1 和 BDOE=0）中有一个例外，其中 BSY 标志在接收期间保持低电平。
如果软件想要禁用 SPI 并进入暂停模式（或禁用外设时钟），BSY 标志可用于检测传输结束。这样可以避免破坏上次传输。为此，必须严格遵守下述程序。
BSY 标志对于避免多主机系统中的写入冲突也很有用。
BSY 标志在传输开始时设置，除了主模式/双向接收模式（MSTR=1 和 BDM=1 和 BDOE=0）。
已清除：
传输完成时（如果通信是连续的，则在主模式下除外） 当发生主模式故障时禁用 SPI (MODF=1)当通信不连续时，每次通信之间BSY标志为低。
当通信持续时：
在主模式下，BSY 标志在所有传输期间保持高电平 在从模式下，BSY 标志在每次传输之间的一个 SPI 时钟周期内变为低电平注意：不要使用 BSY 标志来处理每个数据传输或接收。最好改用 TXE 和 RXNE 标志
所以我认为您在发送数据后等待 master 中的忙标志可以无限期锁定。试试这个（代码使用普通的 CMSIS，但应该可以理解）：
GPIOB->BSRR |= GPIO_BSRR_BR6; //slave select
while(! (SPI1->SR & SPI_SR_TXE)); //wait for Tx buffer empty
SPI1->DR = 0x01; //send 0x01
while(! (SPI1->SR & SPI_SR_RXNE)); //wait for Rx buffer not empty (receive 0x0 sent by the slave during our sending 0x01 since it's 4-wire SPI)
uint8_t tmp = SPI1->DR; //we don't need that value, but need to read DR in order to reset RXNE flag
SPI1->DR = 0x0; //we need to trigger send in order to receive
while(! (SPI1->SR & SPI_SR_RXNE)); //wait for Rx buffer not empty (our response)
response = SPI1->DR;
while(SPI1->SR & SPI_SR_BSY); //now we can wait for SPI to end communications
GPIOB->BSRR |= GPIO_BSRR_BS6; //slave deselect
【讨论】：
以上是关于STM32，主从设备互不响应的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章