转：浅谈SPI双机通讯调试

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首先要说明的一个就是硬件的接线。SPI接线不能跟串口一样交叉。这点一定要注意。
MISO---------MISO
MOSI---------MOSI
SCK------------SCK
主机片选IO可自己选----------从机NSS引脚PA4

首先在IO引脚这里的配置一定要注意。有些人直接都配置成AF_PP,这样在主机通讯的时候是没有问题的，但是在从机也这样配置就会出现错误。因为从机是不能发送时钟信号的需要接受主机产生的时钟，所以需要配置成浮空输入。具体程序如下
主机*******************************************************************************
//**********************配置GPIO管脚*********************************
void GPIO_Configuration(void)
{
     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
           GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //推挽复用
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;   
     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_7;//sck mosi
     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
     
     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;   
     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;   
     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;//miso
     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
     
     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   
     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;   
     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;//cs
     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
         
           GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   
     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;   
     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;//cs
     GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}        

从机**********************************************************************************
//**********************配置GPIO管脚*********************************
void GPIO_Configuration(void)
{
           GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;   
     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;   
     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_7;//sck mosi
     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
     
     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   
     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;   
     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;//miso
     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
     
     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;   
     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;   
     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;//cs
     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
}        

配置完IO接下来就要配置spi的初始化函数了。这里我在网上看到有人说CPOL,CPHA的配置不能完全一样。说会产生数据位的错误。但是官方的数据手册说是应该配置成一样的。通过我自己试验发现配置成一样的并没有发生数据位错误的现象。也许是单片机的原因吧。反正我是配置成一样的 。
主机***************************************************************************************
//**********************SPI初始化函数*********************************
void SPI_Configuration(void)
{
   SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
   SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
   SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
   SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
   SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;
   SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
   SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;      
   SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_64;
   SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;//SPI_FirstBit_MSB;
   SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
   SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
   SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
}

从机**********************************************************************************************
//**********************SPI初始化函数*********************************
void SPI_Configuration(void)
{
   SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
   SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
   SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Slave;
   SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
   SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;
   SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
   SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Hard;      
   SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_64;
   SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;//SPI_FirstBit_MSB;
   SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
   SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
   SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
}


因为从机的片选需要用主机进行控制。（实际上我是6片单片机进行的SPI通讯。）所以 SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Hard;  这里从机一定要配置成hard硬件片选模式。只有这样才能用主机的IO才可以控制从机

接下来其实就是最关键的地方了也是我出现了很多问题的地方。我先说我最开始直接用官方的库函数出现的问题。主机从机的代码这里是一样的。我先发一个有问题的。
u8 SPI_Send_Byte(u8 byte)
{
   while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_TXE)==RESET);        //判断是否忙，不忙的时候才发送数据
        SPI_I2S_SendData(SPI1, byte);                                      //发送数据
  while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_RXNE)==RESET);       //判断接收标志
  return         SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);                                 //返回接收数据              
}


这里使用这个函数用主机给从机发送数据的时候是完全没有问题的。数据可以很稳定的发送和接收。但是当从机给主机发送的时候就会发生数据错乱的问题。所以从机反数据的时候我浪费了很长的时间去测试。包括使用示波器观察。因为spi是全双工通信的。所以无论你怎样工作数据收发都是同步进行的。而芯片内部寄存器实际上只有一个来存储这些数据。如果没有及时的清空就会对数据产生影响。所以用这个函数就会发生紊乱。

那么要解决这个函数的问题，实际上就要把数据分开发送，就是一个字节一个字节的发送。发一个的同时接受一个。一发一收永远同步进行。因此我这里套用了一个别人的代码。不过当时这个代码还是有问题的。一会再说。先发一个最原始的代码。
网上的原始代码*************************************************************************************************
u8 SPI_Send_Byte(u8 byte)
{
   while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_TXE)==RESET);        //判断是否忙，不忙的时候才发送数据
        SPI_I2S_SendData(SPI1, byte);                                      //发送数据
  while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_RXNE)==RESET);       //判断接收标志
  return         SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);                                 //返回接收数据              
}

u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TxData)     //这个代码是抄的原子大哥的，我就不BB了  
{
u16 retry=0;
   u8 data;
while((SPI1->SR&1<<1)==0)//等待发送区空
{
retry++;
if(retry>0XFFFE)return 0;
}         
SPI1->DR=TxData;         //发送一个byte
retry=0;
while((SPI1->SR&1<<0)==0) //等待接收完一个byte  
{
retry++;
if(retry>0XFFFE)return 0;
}         

    data=SPI1->DR;
return SPI1->DR;       //返回收到的数据           
}


这段代码表面看起来天衣无缝。并且使用主机发送的时候也是没有问题的。当我用从机返回数据的时候我还是出现了之前数据错误的问题。这下我纠结了。理论上是不应该有问题。因此还是只能从程序上找问题。其实这个问题就是最后一句话
return SPI1->DR;       //返回收到的数据        

因为从机需要及时的把数据发送出去，如果还是返回SPI1->DR; 这个寄存器的数据其实已经不是刚刚的数据了，因为只有一个寄存器，而且全双工一直在工作。这时的寄存器已经是一个不稳定状态了，数据当然会发生紊乱。所以这里需要直接返回的是这个变量的值。return SPI1->DR;     改成return data;     这样就可以了，因为变量的值是不会被刷新的。最后实际测试也是完全正确的。从机也可以很稳定的发送数据。

下面我发送一下我的主函数。测试程序。
主机***************************************************************************************
#include "pbdata.h"
u8 a;
u8 b;
int main(void)
{        
         RCC_Configuration();
         GPIO_Configuration();
   SPI_Configuration();
         USART_Configration();
   NVIC_Configuration();            //中断优先级配置
//        GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//从机开始工作
//        GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//从机停止工作
        while(1)
         {
                 if(a==1)
                 {
                         GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//从机开始工作
                        if(b==1)
                         {
//                          while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_TXE)==RESET);        //判断是否忙，不忙的时候才发送数据               
//             // SPI1->DR=spisend1;//发送
//                                SPI_I2S_SendData(SPI1, spisend1);                                      //发送数据
//                                while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_RXNE)==RESET);       //判断接收标志
//       // spivalue1=SPI1->DR;//接收
//                                spivalue1=SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
                                  u8 a=8;                    
                 while(a--)
                                         {
                                     spivalue1=SPI1_ReadWriteByte( spisend1);
                                         }
                  }        

                           
                        
                 }
                                 if(a==0)
                 {
                   GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//从机停止工作
                }
     delay_ms(2);
         
         }
}




这里的a，b是为了在线调试的时候对片选和收发开关进行控制。

从机***********************************************************************************************

#include "pbdata.h"
u8 a;
int main(void)
{
         RCC_Configuration();
         GPIO_Configuration();
   SPI_Configuration();
         USART_Configration();
   NVIC_Configuration();            //中断优先级配置
        while(1)
         {              u8 a=8;                    
                if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_4)==0)
                                  {
                                  while(a--)
                                         {
                                         spivalue2= SPI1_ReadWriteByte(spisend2);     //这个代码是抄的原子大哥的，我就不BB了
                                        }
                                   
                                  }




                 

      
         }
}


while（a--）这个是因为我发送的数据是8帧的。所以分8次发送。
spisend和spivalue是两个全局变量。在线调试的时候直接观察自己收发的数据。