一、簡(jiǎn)介

最近因?yàn)轫?xiàng)目需求，需要在一塊板子內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個(gè)主機(jī)和五個(gè)從機(jī)的通信；
主機(jī)平臺(tái)選用的是STM32F407VGT6，從機(jī)平臺(tái)選用的是STM32F103C8T6；通信總線選用的是SPI總線。在構(gòu)想是覺(jué)得采用SPI進(jìn)行主從通信會(huì)很簡(jiǎn)單，但在實(shí)際開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，各種坑，通信時(shí)而正常時(shí)而混亂。不過(guò)在不斷探究中，也逐漸發(fā)現(xiàn)了，各種問(wèn)題所在，借此記錄下來(lái)，希望能幫助一些兄弟在開(kāi)發(fā)中避免一些坑。
本次實(shí)現(xiàn)的平臺(tái)如下：
通信主機(jī)：

• 芯片：STM32F103RCT6
• 硬件平臺(tái)：野火mini開(kāi)發(fā)板

通信從機(jī)：

• 芯片：STM32F103C8T6
• 硬件平臺(tái)：淘寶STM32F103C8T6最小系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板

軟件：

• HAL庫(kù)
• MDK
• STM32CubeMx

二、開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的問(wèn)題

以下是我在開(kāi)發(fā)中遇到問(wèn)題：

1. 相同的數(shù)據(jù)，每次發(fā)送，主從接收到都是不同的亂碼
開(kāi)發(fā)板之間沒(méi)共地，或者供地接觸不夠好；更換質(zhì)量較好的杜邦線，線材很影響信號(hào)質(zhì)量。
2. 通信不正常，很沒(méi)規(guī)律的不正常
檢查主從機(jī)的SPI外設(shè)配置，接線等。
3. 數(shù)據(jù)出現(xiàn)移位
SPI總線的時(shí)鐘質(zhì)量不好，出現(xiàn)不該出現(xiàn)的高低電平，讓從機(jī)認(rèn)為這是一bit數(shù)據(jù)，出現(xiàn)移位寄存器移位，例如原本是8bit數(shù)據(jù)，現(xiàn)在由于干擾從機(jī)接收到的可能是9bit或者10bit數(shù)據(jù)，而從機(jī)實(shí)際接收到的數(shù)據(jù)只是最先傳入的8bit數(shù)據(jù)。
要保證良好的時(shí)鐘信號(hào)，同時(shí)也可以將SPI的數(shù)據(jù)采集觸發(fā)改成時(shí)鐘下降沿觸發(fā)（好像是下降沿的信號(hào)質(zhì)量要比上升沿的信號(hào)質(zhì)量要更好），降低SPI通信速度。
在保證時(shí)鐘的穩(wěn)定的情況下，可通過(guò)復(fù)位從機(jī)的SPI外設(shè)來(lái)解決偶然發(fā)生的數(shù)據(jù)移位問(wèn)題。
4.從機(jī)spi啟動(dòng)比主機(jī)慢
在主機(jī)發(fā)出片選信號(hào)都需要加一段延時(shí)，以確保從機(jī)的SPI外設(shè)比主機(jī)先啟動(dòng)。

三、硬件電路接線

NSS片選我們使用軟件控制方式：


所以我們主從機(jī)的SPI通信接線就直接按照手冊(cè)對(duì)接就行。
片選信號(hào)根據(jù)自己需求設(shè)置GPIO口，通過(guò)軟件控制，有效電平和標(biāo)準(zhǔn)SPI協(xié)議保持一樣就好，空閑高，有效低。

四、主從機(jī)SPI外設(shè)配置

4.1、主機(jī)配置

其中只有PA4、PA5、PA6、PA7是我們需要關(guān)注的，PA4是片選腳

4.2、從機(jī)配置

其中只有PA15、PB3、PB4、PB5是我們需要關(guān)注的，PA15是片選管腳。

4.3、接線

PA4 -> PA15(片選Nss)
PA5 -> PB3(SCK)
PA6 -> PB4(MISO)
PA7 -> PB5(MOSI)

五、如何清除移位寄存器

通過(guò)RCC寄存器復(fù)位SPI1外設(shè)，在從新初始化SPI1外設(shè)完成移位寄存器清除

    if(SPI1->SR != 0x02)    //當(dāng)BSY為1時(shí)，表示SPI正在忙于通信，但在通信還未開(kāi)始的時(shí)候BSY為1就可以表示移位寄存器存在干擾數(shù)據(jù)
    {
        //只用通過(guò)RCC復(fù)位整個(gè)SPI外設(shè)后重新初始化，才能清除spi移位寄存器中的殘留數(shù)據(jù)
        __HAL_RCC_SPI1_FORCE_RESET();
        __HAL_RCC_SPI1_RELEASE_RESET();
        MX_SPI1_Init();
        printf("SPI復(fù)位,清空移位寄存器殘留數(shù)據(jù)\n");
        HAL_Delay(10);
    }

六、代碼

6.1、主機(jī)代碼

uint8_t rx_buffer[22]={'1','2','3',0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
uint8_t tx_buffer[22]={0x00,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0c,0x0d,0x0e,0x0f,0x10,0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16};
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_SPI1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  printf("主從測(cè)試開(kāi)始\n");
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    //SPI通信
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET);
    HAL_Delay(2);      //通過(guò)延時(shí)保證從機(jī)SPI外設(shè)比主機(jī)先啟動(dòng)
    HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1,tx_buffer,rx_buffer,8,100);
    HAL_Delay(10);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET);
    printf("接收到的數(shù)據(jù)：");
    for(num = 0;num < 8;num++)
    {
        printf("%#x ",rx_buffer[num]);
    }
    memset(rx_buffer,0,8);
    printf("\n");
    HAL_Delay(5000);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
//重映射printf函數(shù)
int fputc(int ch,FILE*stream)
{
uint8_t c =ch;
HAL_UART_Transmit(&huart1,&c,1,50);
return ch;
}

6.2、從機(jī)代碼

uint8_t Tx_data[8]={0x87,0xa2,0x41,0x02,0x93,0x04,0x05,0x06};
uint8_t Rx_data[8]={0};
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_SPI1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    bsp_spi_eeror(&hspi1);  //通信錯(cuò)誤判斷
    if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_15) == 0)    //識(shí)別NSS線（低電平有效）
    {
    HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1,Tx_data,Rx_data,8,100);
        
    while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_15) == 0){};    //等待 主機(jī) 釋放 片選   

    printf("spi從機(jī)Rx_dete:");
    for(int i=0 ; i < 8;i++)
    {
        printf("%#x ",Rx_data[i]);
    }
    memset(Rx_data,0,8);
    printf("\n主機(jī)以釋放nss線\n");
    }

    
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

七、效果展示

左側(cè)為主機(jī)串口顯示，右側(cè)為從機(jī)串口顯示；與程序中的數(shù)據(jù)對(duì)比可發(fā)現(xiàn)收發(fā)數(shù)據(jù)傳輸均正確

邏輯分析儀顯示數(shù)據(jù)：由于中間片選出現(xiàn)了一次高電平干擾，導(dǎo)致后部分的數(shù)據(jù)分析異常，但實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是正常的。
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到了這里，關(guān)于STM32 HAL庫(kù) SPI主從雙機(jī)通信的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！