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STM32 SPI同步问题

[英]STM32 SPI synchronization issue

 原文  2019-11-15 20:34:28  1   1    c/ stm32/ spi/ stm32f4/ cubemx

问题描述

我在 STM32F429 上遇到了一些非常奇怪的行为，试图通过 SPI 与另一个微控制器同步数据。 STM32F4 是 SPI 从机。 我一直在尝试将我的代码简化为一个最小的示例，所以现在，我一次发送一个字节，在 STM32F4 上接收阻塞 function，并通过 UART 打印它以查看它接收到的内容。

我有一个额外的 GPIO 引脚，我在启动 SPI 事务之前断言，它连接到 EXTI 引脚，以确保 STM32F4 在 SPI 消息开始之前被中断。 我已经删除了所有其他应用程序代码，所以这是我代码中唯一的内容。

问题是，如果我通过发送一些特定的值，那么 SPI 会失去同步（0x44 会导致它相当可重复，但其他值会导致问题）。

例如，如果我从 master 发送一个字符串，以及一个递增的值：

...
0x40 Hello world
0x41 Hello world
0x42 Hello world
0x43 Hello world
0x44 Hello World
0x45 Hello World
...

在接收端，它打印出：

@ Hello world
A Hello world
B Hello world
C Hello world
// and then  loses synchronization and prints:
  ((* "*"(
  ((* "*"(

它可以成功运行任意长时间，然后在我发送 0x44 时失败。 这是相关代码（其他一切都是由 CubeMX 自动生成的，本质上是默认配置）。

uint8_t rx_buffer = 0;

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){
  if(HAL_SPI_GetState(&hspi5) == HAL_SPI_STATE_READY){
    HAL_SPI_Receive(&hspi5, &rx_buffer, 1, 500);
    HAL_UART_Transmit(&huart1, &rx_buffer, 1, 10);
  }
  rx_buffer = 0;
}

/**
  * @brief SPI5 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_SPI5_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN SPI5_Init 0 */

  /* USER CODE END SPI5_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN SPI5_Init 1 */

  /* USER CODE END SPI5_Init 1 */
  /* SPI5 parameter configuration*/
  hspi5.Instance = SPI5;
  hspi5.Init.Mode = SPI_MODE_SLAVE;
  hspi5.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;
  hspi5.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;
  hspi5.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;
  hspi5.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;
  hspi5.Init.NSS = SPI_NSS_HARD_INPUT;
  hspi5.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;
  hspi5.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;
  hspi5.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;
  hspi5.Init.CRCPolynomial = 10;
  if (HAL_SPI_Init(&hspi5) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN SPI5_Init 2 */

  /* USER CODE END SPI5_Init 2 */

}

我已经尽可能地降低了主控的 SPI 速度（我使用了多个微控制器作为主控，并且都有问题，但我目前使用的是赛普拉斯开发板），所以它以 500kHz 运行。 我尝试了 CPOL 和 CPHA 设置的所有排列。 重置STM32F4修复它，直到我发送另一个0x44值，所以我认为它与主设备没有任何关系。 我尝试将 EXTI 中断设为最高优先级，删除所有其他中断源，取出所有其他应用程序代码，完全删除外部中断并在主循环中轮询 SPI state。 我已经向主设备添加了延迟，以确保从设备有足够的时间来接收和处理，以及调整 HAL_SPI_Receive function 中的超时值。 我也尝试改变：

if(HAL_SPI_GetState(&hspi5) == HAL_SPI_STATE_READY)

到阻塞的while循环：

while (HAL_SPI_GetState(&hspi5) != HAL_SPI_STATE_READY)
  ;

我真的很茫然，我不知道还能尝试什么。

谢谢，保罗

编辑：这是 GPIO 配置。 PF10 是我的 EXTI：

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, NCS_MEMS_SPI_Pin|GPIO_PIN_2|OTG_FS_PSO_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, RDX_Pin|WRX_DCX_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOG, LD3_Pin|LD4_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pins : A0_Pin A1_Pin A2_Pin A3_Pin 
                           A4_Pin A5_Pin SDNRAS_Pin A6_Pin 
                           A7_Pin A8_Pin A9_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = A0_Pin|A1_Pin|A2_Pin|A3_Pin 
                          |A4_Pin|A5_Pin|SDNRAS_Pin|A6_Pin 
                          |A7_Pin|A8_Pin|A9_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF12_FMC;
  HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : PF10 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : SDNWE_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = SDNWE_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF12_FMC;
  HAL_GPIO_Init(SDNWE_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : NCS_MEMS_SPI_Pin PC2 OTG_FS_PSO_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = NCS_MEMS_SPI_Pin|GPIO_PIN_2|OTG_FS_PSO_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : B1_Pin MEMS_INT1_Pin MEMS_INT2_Pin TP_INT1_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = B1_Pin|MEMS_INT1_Pin|MEMS_INT2_Pin|TP_INT1_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_EVT_RISING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : B5_Pin R4_Pin R5_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = B5_Pin|R4_Pin|R5_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF14_LTDC;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : PA4 PA6 PA7 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF5_SPI1;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : OTG_FS_OC_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = OTG_FS_OC_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_EVT_RISING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(OTG_FS_OC_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : R3_Pin R6_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = R3_Pin|R6_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_LTDC;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : BOOT1_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = BOOT1_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(BOOT1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : A10_Pin A11_Pin BA0_Pin BA1_Pin 
                           SDCLK_Pin SDNCAS_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = A10_Pin|A11_Pin|BA0_Pin|BA1_Pin 
                          |SDCLK_Pin|SDNCAS_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF12_FMC;
  HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : D4_Pin D5_Pin D6_Pin D7_Pin 
                           D8_Pin D9_Pin D10_Pin D11_Pin 
                           D12_Pin NBL0_Pin NBL1_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = D4_Pin|D5_Pin|D6_Pin|D7_Pin 
                          |D8_Pin|D9_Pin|D10_Pin|D11_Pin 
                          |D12_Pin|NBL0_Pin|NBL1_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF12_FMC;
  HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : G4_Pin G5_Pin B6_Pin B7_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = G4_Pin|G5_Pin|B6_Pin|B7_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF14_LTDC;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : OTG_HS_ID_Pin OTG_HS_DM_Pin OTG_HS_DP_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = OTG_HS_ID_Pin|OTG_HS_DM_Pin|OTG_HS_DP_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF12_OTG_HS_FS;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : VBUS_HS_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = VBUS_HS_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(VBUS_HS_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : D13_Pin D14_Pin D15_Pin D0_Pin 
                           D1_Pin D2_Pin D3_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = D13_Pin|D14_Pin|D15_Pin|D0_Pin 
                          |D1_Pin|D2_Pin|D3_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF12_FMC;
  HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : TE_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = TE_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(TE_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : RDX_Pin WRX_DCX_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = RDX_Pin|WRX_DCX_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : R7_Pin DOTCLK_Pin B3_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = R7_Pin|DOTCLK_Pin|B3_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF14_LTDC;
  HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : HSYNC_Pin G6_Pin R2_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = HSYNC_Pin|G6_Pin|R2_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF14_LTDC;
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : I2C3_SDA_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = I2C3_SDA_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C3;
  HAL_GPIO_Init(I2C3_SDA_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : I2C3_SCL_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = I2C3_SCL_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C3;
  HAL_GPIO_Init(I2C3_SCL_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : G7_Pin B2_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = G7_Pin|B2_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF14_LTDC;
  HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : G3_Pin B4_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = G3_Pin|B4_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF9_LTDC;
  HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : LD3_Pin LD4_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = LD3_Pin|LD4_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : SDCKE1_Pin SDNE1_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = SDCKE1_Pin|SDNE1_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF12_FMC;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

  /* EXTI interrupt init*/
  HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 0, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);

}

编辑2：这是轮询版本，已更新以删除从 ISR 中调用 HAL_SPI_Receive。 有同样的问题。

int main(void)
{
/* initialization stuff */

  while(1)
  {
    HAL_SPI_Receive(&hspi5, &rx_buffer, 1, HAL_MAX_DELAY);
    HAL_UART_Transmit(&huart1, &rx_buffer, 1, HAL_MAX_DELAY);

    // ----------------------------------------------------
    /* I've also instead tried to use NSS software mode and 
    manually checked NSS pin state

    if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOF, GPIO_PIN_6) == GPIO_PIN_RESET)
      HAL_SPI_Receive(&hspi5, &rx_buffer, 1, HAL_MAX_DELAY);
      HAL_UART_Transmit(&huart1, &rx_buffer, 1, HAL_MAX_DELAY);
    }
    */
  }

1 个解决方案

解决方案1
 0  2019-11-19 07:30:43

也许在一些延迟（100 毫秒）后尝试第二次初始化 SPI 我在 stm32F105 上遇到问题 - 不是所有时间，但大部分时间 SPI 数据移位一位。 我没有进一步调查它，第二次初始化修复了它。 可能是初始化顺序错误或没有等待某些东西。

暂无
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