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[STM32F1]

SPI通信异常分析

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lzbf|  楼主 | 2023-12-28 13:21 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
STM32 SPI常见问题
虽说SPI相对比较简单,但在实际应用过程中还是会存在一些奇怪的问题,下面通过案例来分析SPI常见的一些问题。
问题一:NSS片选问题
有工程师使用硬件NSS控制从机,以为NSS信号是自动控制,导致操作从设备失败。
分析原因:STM32 SPI的NSS信号为片选信号,可“使能”为硬件控制(参看上面参数配置)。
但在应用中同样需要软件操作才能控制NSS信号(高低),比如:
SPI_NSSInternalSoftwareConfig(SPI1, SPI_NSSInternalSoft_Set);
解决办法:按照通信时序,控制NSS信号高低(通常低有效)。

问题二:SPI引脚复用功能问题
STM32的SPI是一种复用功能,之前使用标准外设库的工程师容易遗漏复用功能的配置导致SPI不能使用。
分析原因:SPI有些引脚对应的是特殊功能的引脚,比如:PB3(MISO)对应的是 JTDO,如果不配置则默认这个引脚的功能就是 JTDO的功能。
以前经常存在这种问题,但现在通过工具STM32CubeMX配置时自动配置了复用功能。
解决办法:参考官方提供在初始化代码中配置复用功能(同时,推荐使用HAL库)。
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource5, GPIO_AF_SPI1);GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_SPI1);

问题三:时钟速率过高问题
有工程师购买一个通信为SPI的模块,最高通信速率8MB/s,他使用10.5MB/s通信速率也能用,但偶尔会出现通信异常。
分析原因:一个芯片标称的最高速率其实是相对保守的值,在条件比较好的情况下超过了最高值也能用,但不能保证稳定性。
STM32 SPI的时钟频率由系统时钟和分频决定,有的工程师没有深入理解这些参数,发现能用就不管了。
如上章节中的21MB/s,如果修改系统时钟,其实这个值会发生相应变化
解决办法:最简单的办法就是修改分频值。同时,如果环境恶劣,建议使用屏蔽线。(在保证整个产品系统实时性的同时,尽量降低通信速率)

问题四:时钟相位问题
有不少工程师在调试SPI时会遇到数据“移位”的问题,数据能收发为什么会出现这种问题呢?
分析原因:SPI通信时钟由主机提供,本身上电时(主从)各自的信号就不稳定,如果从机时钟相位也不匹配,就会因为时钟引起数据移位,或者异常的情况。
解决办法:软件上匹配SPI主从设备的时钟相位,使用通信协议,CRC、 checksum校验等。

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沙发
cr315| | 2023-12-28 14:55 | 只看该作者
以后排查此类问题有依据了

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