使用BLE（CYW20829）作为SPI slave和MCU（TC387）作为SPI master，调试SPI通信时遇到的问题求解

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你遇到的两个SPI通信问题非常典型，与SPI协议的全双工本质以及Cypress HAL库对Slave角色操作方式的特定要求密切相关。以下是对每个问题的详细分析和解决方案：

核心问题根源：

• SPI是全双工协议： 当Master产生SCLK信号进行传输时，Master必须同时写数据到MOSI线并从MISO线读数据，Slave必须同时读MOSI线并写数据到MISO线。无法只进行单向传输。


• Cypress HAL Slave的启动要求： cyhal_spi_transfer_async（及其调用的底层API）需要Slave提前准备好即将要发送的数据（或数据指针）。只有当Slave准备好一个有效的“Tx Buffer”时，它的内部状态才会准备好接收Master发起的传输，包括接收数据的处理（触发RX中断）。

问题1：Slave接收中断不触发

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  原因分析： 你之前的尝试（例如在main中只做接收相关操作）使得Slave没有准备好要发送的数据。因此：

  
  
  
  
  1. 当Master启动SPI传输时，Slave的硬件/软件状态可能未被正确激活。
  
  
  2. 内部逻辑认为“没有传输需要处理”，因此不会触发接收中断。
  
  
  3. 同时，因为Slave没有提供数据，Master可能在MISO线上读到全1（0xFF，取决于上拉电阻）。
  
  
  
  


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  为什么cyhal_spi_slave_write()能触发中断？ 这个函数同时初始化了发送！它内部调用cyhal_spi_transfer_async时，会传入有效的发送数据（或缓冲指针）。这使得Slave准备好处理双向传输：当Master发SCLK时，Slave既能接收（读MOSI）也能发送（写MISO），自然能触发RX中断（告诉你收到了Master的数据）和TX中断（告诉你发送给Master的数据已完成）。即使你的目的是接收，API要求Slave必须提供一个有效的发送缓冲（即使里面是虚拟数据）。

  
  


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  解决方案： Slave必须启动一个双向异步传输（即使只想接收）

  
  

  #define BUFFER_SIZE 256 // 或者你需要的最大传输大小
  
  
  
  cy_rslt_t rslt;
  
  uint8_t rx_buf[BUFFER_SIZE];        // 接收缓冲区
  
  uint8_t tx_buf_dummy[BUFFER_SIZE];  // 虚拟发送缓冲区 - 核心！
  
  
  
  // 在SPI Slave初始化之后，启动第一次异步传输
  
  // 这里我们只想接收，所以我们提供一个 "dummy" 发送缓冲区
  
  memset(tx_buf_dummy, 0x00, sizeof(tx_buf_dummy)); // 可选，但清晰，通常设为0x00
  
  
  
  rslt = cyhal_spi_transfer_async(&spi_slave, tx_buf_dummy, BUFFER_SIZE, rx_buf, BUFFER_SIZE, spi_event_handler);
  
  if (rslt != CY_RSLT_SUCCESS) {
  
      printf("启动异步传输失败: 0x%08Xn", rslt);
  
      CY_ASSERT(0);
  
  }

  
  
  
  
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    关键点：

    
    
    
    
    • tx_buf_dummy: 即使你没有实际数据要发送给Master，也必须提供一个有效的缓冲区给cyhal_spi_transfer_async的tx参数。这就是你的“虚拟”发送缓冲区。
    
    
    • rx_buf: 这是你用来存放从Master接收到的数据的缓冲区。
    
    
    • spi_event_handler: 这是传输事件的回调函数（中断上下文），接收数据完成的中断会在这里触发。
    
    
    
    
  
  
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    中断处理函数 (spi_event_handler) 示例：

    
    

    void spi_event_handler(void *handler_arg, cyhal_spi_event_t event) {
    
        (void) handler_arg; // 防止未使用参数警告
    
        static bool transfer_complete = false;
    
    
    
        if (event & CYHAL_SPI_IRQ_DATA) {         // 数据收发传输完成
    
            transfer_complete = true;
    
        }
    
        if (event & CYHAL_SPI_IRQ_ERROR) {         // 传输错误
    
            printf("SPI传输错误！n");
    
            // 处理错误...
    
        }
    
    
    
        // 当传输完成事件发生
    
        if (transfer_complete) {
    
            transfer_complete = false; // 重置标志
    
    
    
            // 1. 处理接收到的数据！
    
            // 此时 rx_buf 中的前 '传输长度' 个字节是Master发来的数据
    
            printf("收到%d字节数据。内容：n", BUFFER_SIZE); // 通常长度由协议决定
    
            for (int i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++) {
    
                printf("%02X ", rx_buf[i]);
    
            }
    
            printf("n");
    
    
    
            // 2. 准备下一次传输 - 至关重要！
    
            // 再次启动异步传输 (包括虚拟发送缓冲区)
    
            memset(tx_buf_dummy, 0x00, BUFFER_SIZE); // 可选，清理虚拟发送缓冲
    
            rslt = cyhal_spi_transfer_async(&spi_slave, tx_buf_dummy, BUFFER_SIZE, rx_buf, BUFFER_SIZE, spi_event_handler);
    
            if (rslt != CY_RSLT_SUCCESS) {
    
                printf("重启异步传输失败: 0x%08Xn", rslt);
    
                // 处理错误，可能需要复位通讯
    
            }
    
        }
    
    }

    
    
    
    
    • 处理接收到的数据 (rx_buf) 是在传输完成事件 (CYHAL_SPI_IRQ_DATA) 被处理时进行的。
    
    
    • 必须重启传输 (cyhal_spi_transfer_async) 在同一个spi_event_handler内部处理完数据后！这样才能让Slave准备好接收Master的下一次传输请求。否则Slave会再次陷入“无发送准备”状态，导致下一次Master的传输无法被正确处理，RX中断也不会触发。
    
    
    
    
  
  
  
  

问题2：关于数据未发送却持续收到0xFF

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  原因分析：

  
  
  
  
  1. 当Master启动传输但Slave未提供有效发送数据时：
     
     
     
     • Slave的MISO线默认为高阻态（Hi-Z）。
     
     
     • 如果MISO线上有上拉电阻（很多硬件设计默认会加），该线会被上拉到逻辑高电平（1）。
     
     
  
  
  2. Master在读取数据时（通过MISO线），会持续地读到0xFF (8位情况下)，这正是二进制的全1。
  
  
  3. 即使Master实际在发送数据给Slave，如果Slave没有准备好要发送的数据，Master的接收寄存器会被0xFF填充。
  
  
  
  


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  解决方案：

  
  
  
  
  • 使用 虚拟发送缓冲区 (tx_buf_dummy)，如问题1的解决方案所示。
  
  
  • 默认将这个虚拟缓冲区填充为某个固定值（如全0 0x00）。这样：
    
    
    
    • Slave永远有“数据”可发送。
    
    
    • 当Master没有特别期望Slave发特定数据，或者Slave需要通过另一条通信通道（例如BLE本身、GPIO中断）向Master报告“有数据要发送”时，Master在常规轮询/查询传输中收到的就是 0x00 (0x00, 0x00, ...)。
    
    
    • 如果Master读到全0 (0x00) 而不是之前的全1 (0xFF)，这是虚拟缓冲机制开始正常工作的明确标志！ 这意味着Slave现在成功提供了数据（虽然是虚拟的）。
    
    
  
  
  • 当你需要Slave向Master发送真实数据时：
    
    
    
    1. 在Slave端准备好要发送的真实数据（放入 next_tx_buf）。
    
    
    2. 在spi_event_handler处理完当前接收的数据后，将下一次传输的发送缓冲区指针指向 next_tx_buf 而不是 tx_buf_dummy。
    
    
    3. 调用cyhal_spi_transfer_async时，将真实的next_tx_buf及其长度作为发送参数传入。
    
    
  
  
  
  

总结与关键步骤

1. Slave始终启动双向传输： 在main初始化SPI Slave之后，立即调用 cyhal_spi_transfer_async 启动第一个异步传输。


2. 使用虚拟发送缓冲 (Dummy Tx)： 当Slave没有真正数据要主动发送给Master时，使用一个预填充好固定值（通常是0x00）的缓冲区作为 cyhal_spi_transfer_async 的 tx 参数。


3. 在中断处理程序中处理接收数据： 在 spi_event_handler 里检测 CYHAL_SPI_IRQ_DATA 事件，处理 rx_buf 中的数据（Master发来的）。


4. 在中断处理程序中重启传输： 在处理完接收到的数据后，必须在同一个中断处理函数中立即再次调用 cyhal_spi_transfer_async。


5. 真实数据发送： 当Slave准备好真实数据发送时，将下一个 cyhal_spi_transfer_async 的 tx 参数指向真实数据缓冲区即可（同时仍需提供有效的 rx_buf）。


6. 确保模式匹配： 再次确认TC387（Master）和CYW20829（Slave）的SPI配置完全匹配：
   
   
   
   • ssel_pol (CPOL/Clock Polarity)
   
   
   • cpha (CPHA/Clock Phase)
   
   
   • data_bits (通常8位)
   
   
   • oversample (如使用应匹配)
   
   
   • 时钟速度（Slave配置需支持Master的速度）
   
   
   • bit_order (MSB先还是LSB先)
   
   

特别注意： SPI模式通常定义为 (CPOL, CPHA)：

• Mode 0: CPOL=0, CPHA=0


• Mode 1: CPOL=0, CPHA=1


• Mode 2: CPOL=1, CPHA=0


• Mode 3: CPOL=1, CPHA=1

请务必查阅 TC387 SPI Master配置 和 CYW20829 SPI Slave HAL 库文档 (cyhal_spi_cfg_t) 确认双方设置的CPOL/CPHA具体值相同。

通过实施这个 “使用虚拟发送缓冲的持续双向异步传输” 策略，应该能够成功触发Slave的RX中断，并正确处理Master发来的数据，同时解决Master接收端收到0xFF的问题。这种方法符合SPI协议标准和Cypress HAL对Slave操作的要求。