怎么用LL命令读取SPI？

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要使用LL库读取SPI以匹配AD4020的高速转换需求，需遵循以下步骤。核心在于通过LL库直接操作寄存器，减少HAL库的开销，并结合DMA和时钟优化。

CubeMX配置步骤

1. 
   

   SPI配置：

   
   
   
   
   • 选择SPI模式为 Full-Duplex Master
   
   
   • 时钟分频：设为最小值（如 PCLK/2），确保SCLK接近50MHz（AD4020最大支持）
   
   
   • 数据大小：8 Bits（每次传输1字节，共3字节）
   
   
   • 时钟极性（CPOL）：High（根据AD4020时序要求）
   
   
   • 时钟相位（CPHA）：2 Edge（根据AD4020时序要求）
   
   
   • NSS信号：Hardware Output 或 Software Control（根据硬件设计）
   
   
   
   


2. 
   

   GPIO配置：

   
   
   
   
   • 配置SPI引脚（SCK, MISO, MOSI）
   
   
   • 额外配置CS引脚为 GPIO Output（若使用软件控制）
   
   
   
   


3. 
   

   DMA配置（推荐）：

   
   
   
   
   • 添加SPI RX DMA通道（Stream + Channel）
   
   
   • 模式：Circular（连续采样）或 Normal（单次）
   
   
   • 数据宽度：Byte（与SPI设置匹配）
   
   
   • 优先级：Very High
   
   
   
   


4. 
   

   时钟配置：

   
   
   
   
   • 最大化系统时钟（如STM32H5可达250MHz）
   
   
   • 确保SPI时钟源为高速时钟（如PLLP）
   
   
   
   


5. 
   

   Project Manager设置：

   
   
   
   
   • 代码生成中勾选 Generate peripheral initialization as LL API
   
   
   
   

MDK代码实现（LL库读取SPI）

1. 初始化SPI和DMA（CubeMX已生成）

// CubeMX会自动生成LL初始化代码

// 检查 stm32h5xx_ll_spi.c/.h 和 stm32h5xx_ll_dma.c/.h

2. 非DMA方式（轮询，适合单次读取）

uint8_t adc_data[3]; // 存储3字节数据



void AD4020_Read_SPI_LL(void) {

    // 拉低CS（使能ADC）

    LL_GPIO_ResetOutputPin(GPIOA, LL_GPIO_PIN_4); // 替换为实际CS引脚



    // 等待SPI空闲

    while (LL_SPI_IsActiveFlag_BSY(SPI1));



    // 清除接收溢出标志（可选）

    LL_SPI_ClearFlag_OVR(SPI1);



    // 循环读取3字节

    for (uint8_t i = 0; i < 3; i++) {

        // 发送哑数据（0x00）以生成时钟

        LL_SPI_TransmitData8(SPI1, 0x00);



        // 等待数据接收完成

        while (!LL_SPI_IsActiveFlag_RXNE(SPI1));



        // 读取数据

        adc_data[i] = LL_SPI_ReceiveData8(SPI1);

    }



    // 拉高CS（禁用ADC）

    LL_GPIO_SetOutputPin(GPIOA, LL_GPIO_PIN_4);

}

3. DMA方式（推荐用于高速连续采样）

uint8_t adc_data[3]; // DMA接收缓冲区



void AD4020_Start_DMA_Read(void) {

    // 使能DMA接收

    LL_DMA_SetDataLength(DMA1, LL_DMA_STREAM_0, 3); // 替换为实际DMA流

    LL_DMA_EnableStream(DMA1, LL_DMA_STREAM_0);



    // 拉低CS（启动传输）

    LL_GPIO_ResetOutputPin(GPIOA, LL_GPIO_PIN_4);



    // 使能SPI DMA请求

    LL_SPI_EnableDMAReq_RX(SPI1);

}



// DMA传输完成中断处理（在stm32h5xx_it.c中）

void DMA1_Stream0_IRQHandler(void) {

    if (LL_DMA_IsActiveFlag_TC0(DMA1)) {

        LL_DMA_ClearFlag_TC0(DMA1); // 清除传输完成标志



        // 拉高CS（结束传输）

        LL_GPIO_SetOutputPin(GPIOA, LL_GPIO_PIN_4);



        // 处理数据 adc_data[0..2]

        // 注意：实际ADC值在3字节中（24位，高20位有效）

        uint32_t adc_value = ((uint32_t)adc_data[0] << 16) |

                             ((uint32_t)adc_data[1] << 8)  |

                             (uint32_t)adc_data[2];

        adc_value >>= 4; // 右移4位获取20位有效值

    }

}

关键优化点

1. 
   

   时钟最大化：

   
   
   
   
   • 确保SPI时钟 ≥ 40MHz（2MSPS × 24 bits = 48Mbps）。例如：
     

     LL_RCC_SetSPIClockSource(LL_RCC_SPI1_CLKSOURCE_PLL); // 使用PLL时钟源
     
     LL_SPI_SetBaudRatePrescaler(SPI1, LL_SPI_BAUDRATEPRESCALER_DIV2); // 分频系数=2

   
   
   
   


2. 
   

   中断优先级：

   
   
   
   
   • 设置DMA和SPI中断为最高优先级（防止被其他中断延迟）。
   
   
   
   


3. 
   

   GPIO速度：

   
   
   
   
   • 配置SPI引脚为 Very High Speed：
     

     LL_GPIO_SetPinSpeed(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5 | LL_GPIO_PIN_6 | LL_GPIO_PIN_7, LL_GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH);

   
   
   
   


4. 
   

   Cache配置（若使用Cache）：

   
   
   
   
   • 对齐DMA缓冲区（32字节对齐），并启用DCache维护。
   
   
   
   

性能对比

DMA方式优势：数据传输在后台进行，CPU仅处理结果，适合连续高速采样。

调试技巧

1. 用逻辑分析仪检查SCLK频率和CS信号时序。


2. 使用__NOP()插入微小延迟（若需满足ADC TWH要求）：
   

   LL_GPIO_ResetOutputPin(CS_GPIO_Port, CS_Pin);
   
   __NOP(); __NOP(); // 约10ns延迟（@250MHz）



3. 若DMA失败，检查：
   
   
   
   • DMA流/通道是否与SPI匹配
   
   
   • 缓冲区地址是否对齐
   
   
   • 中断是否启用
   
   

通过以上步骤，LL库+DMA可轻松满足AD4020的0.5µs转换窗口需求。