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【STM32C092RC 测评】SPI Loopback测试

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      本次测试聚焦于SPI(串行外设接口),一种广泛应用于嵌入式系统及电子设备的高速、全双工、同步通信总线。为全面且有效地评估SPI接口功能,我们采用Loopback(回环)测试方法。SPI通信架构核心包含四个关键信号引脚:SCK(串行时钟)、MOSI(主出从入)、MISO(主入从出)及CS(从设备选择)。其中,SCK负责提供时钟信号以控制数据传输;MOSI用于主设备向从设备发送数据;MISO实现数据回传;CS则用于选定通信的从设备。Loopback测试的核心在于构建自环通路,通过短接主设备的MOSI与MISO引脚,实现数据在无外部设备介入下的闭环传输,以此迅速验证SPI接口的基本功能。
      在实际复杂电子系统中,硬件连接问题常作为通信故障的主要诱因。外部设备可能遭遇接触不良、电磁干扰及引脚虚焊等问题,阻碍SPI通信的正常执行。利用Loopback测试技术,能有效将故障排查聚焦于SPI控制器本身,因该测试模式下,数据传输在主设备内部闭环完成,与外部设备连接状态无关。若测试成功,则表明SPI控制器硬件基本功能健全,从而排除硬件连接故障的可能性,为后续故障排查指明方向。Loopback测试显著简化了调试流程。在开发初期,外部从设备的准备耗时费力,涉及硬件连接、编程及配置等多方面工作。Loopback测试无需外部从设备,大幅缩短了测试准备时间,使开发人员能在开发环境搭建后立即进行SPI接口基本功能测试,快速验证硬件基础功能。这不仅提升了开发人员的专注度,集中于SPI控制器功能实现与优化,还提高了开发效率,缩短了产品开发周期。
      为此我们需要找到SPI的MOSI(主出从入)、MISO(主入从出)引脚,我们看一下C092支持的SPI模块:
      SPI1对应的引脚,默认如下:
      PA6和PA7正好在arduino接口上:
      实物连接如下:
      接下来我们进行SPI的配置,
      接下来编写一下SPI测试程序:
<p>void SPI_Loopback_Test(void) </p><p>{</p><p>  uint8_t SPItx_buffer[16] = {0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,</p><p>                           0x09,0x0A,0x0B,0x0C,0x0D,0x0E,0x0F,0x10};</p><p>  uint8_t SPIrx_buffer[16] = {0};</p><p>for(uint8_t i=0;i<16;i++)</p><p>{</p><p>SPItx_buffer[i] = key_cnt + i;</p><p>}</p><p>  HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, SPItx_buffer, SPIrx_buffer, 16, 100);</p><p>  if(memcmp(SPItx_buffer, SPIrx_buffer, 16) == 0) {</p><p>    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&SPIrx_buffer, 16, 0xFFFF);</p><p>  }</p><p>}</p>

      效果如下:
      数据经串口接收后精准无误地发送出来,与传输内容完全一致,这一过程由按键触发,数值逐次递增。实际上,SPI接口的应用远不止于此,众多外设模块均广泛采用。例如,某些TFT屏幕的控制仅需发送信号,而更多情况下,它是传感器通讯的首选。但需留意的是,众多从机传感器需依赖主机提供的时钟信号,这意味着在数据读取时,主机还需扮演时钟驱动的角色。

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