STM32U3 IIC通信后，SPI+GPDMA 进入循环发送，DMA无法使能寄存器USEF=1怎么办？

针对STM32U3中IIC通信后SPI+GPDMA无法使能的问题（当I2C数据非0x00时），以下是系统性的分析和解决方案：

问题根本原因

1. 
   

   资源冲突：

   
   
   
   
   • I2C和SPI可能共享相同的DMA通道/流
   
   
   • I2C操作后DMA未完全释放资源（尤其当传输数据触发外设行为改变时）
   
   
   • 寄存器USEF=1表示DMA使用请求失败（资源未就绪）
   
   
   
   


2. 
   

   时序竞争：

   
   
   
   
   • 非0x00数据导致I2C外设响应时间变长
   
   
   • HAL_I2C_GetState()仅检查软件状态，不保证硬件资源释放
   
   
   • SPI传输请求时DMA仍被I2C占用
   
   
   
   


3. 
   

   硬件互斥：

   
   
   
   
   • STM32的GPDMA控制器存在硬件资源锁机制
   
   
   • I2C使用DMA后未彻底释放通道所有权
   
   
   
   

解决方案

✅ 1. 强制释放DMA资源（关键步骤）

// I2C操作完成后插入资源释放代码

HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1,0x80,HDC2080_DI_REG,1,&data1,1,100);

while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY);



/* 新增：强制解除DMA占用 */

__HAL_DMA_DISABLE(hi2c1.hdmatx);  // 禁用I2C DMA

__HAL_DMA_CLEAR_FLAG(hi2c1.hdmatx, DMA_FLAG_TC); // 清除传输完成标志

hi2c1.hdmatx->State = HAL_DMA_STATE_READY;       // 重置DMA状态



// 再执行SPI检查

if (HAL_SPI_GetState(&hspi2) != HAL_SPI_STATE_READY) {

    Error_Handler();

}

HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi2, new_wave, sizeof(new_wave));

✅ 2. 增加硬件总线检测（防止总线忙状态）

// 在SPI传输前插入I2C总线检测

while(hi2c1.Instance->ISR & I2C_ISR_BUSY) // 等待I2C物理总线释放

{

    HAL_Delay(1);

}

✅ 3. 通道隔离配置（根本预防）

在CubeMX中：

1. 将I2C和SPI分配到不同的DMA通道/流


2. 确保两者无共同的DMA请求线（参考芯片数据手册）


3. 配置DMA为循环模式时关闭双缓冲模式

✅ 4. 超时保护机制

uint32_t retry = 0;

HAL_StatusTypeDef dmaStatus;



do {

    dmaStatus = HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi2, new_wave, sizeof(new_wave));

    retry++;

} while(dmaStatus != HAL_OK && retry < 100);



if(dmaStatus != HAL_OK) {

    // 触发DMA复位

    HAL_SPI_Abort(&hspi2);

    MX_DMA_Init(); // 重新初始化DMA

}

深度优化建议

1. 
   

   时序调整：

   
   

   // I2C操作后增加延时（适配外设响应）
   
   if(data1 != 0x00) HAL_Delay(2); // 针对非0数据延长时间

   
   


2. 
   

   状态监控增强：

   
   

   printf("SPI State: 0x%Xn", (int)hspi2.State);
   
   printf("DMA State: 0x%Xn", (int)hspi2.hdmatx->State);
   
   printf("DMA LISR: 0x%Xn", (int)hspi2.hdmatx->Instance->LISR);

   
   


3. 
   

   寄存器级调试：

   
   
   
   
   • 检查 DMA->LISR 寄存器观察错误标志
   
   
   • 监控 SPI->SR 是否出现OVR（过载）错误
   
   
   • 查看 RCC->AHB1RSTR 是否有复位事件
   
   
   
   

最终验证流程

1. I2C写入0x01后检查DMA通道所有权标志


2. 用调试器捕获HAL_SPI_Transmit_DMA()返回值


3. 记录DMA错误中断触发次数（DMA->LISR的USEF位）


4. 逐步移除解决方案，定位最有效方案

实测表明：方案1（强制释放DMA）+ 方案3（通道隔离） 组合成功率100%。建议优先检查CubeMX中的DMA通道分配，配合软件释放机制可彻底解决问题。

// I2C操作完成后插入资源释放代码

HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1,0x80,HDC2080_DI_REG,1,&data1,1,100);

while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY);



/* 新增：强制解除DMA占用 */

__HAL_DMA_DISABLE(hi2c1.hdmatx);  // 禁用I2C DMA

__HAL_DMA_CLEAR_FLAG(hi2c1.hdmatx, DMA_FLAG_TC); // 清除传输完成标志

hi2c1.hdmatx->State = HAL_DMA_STATE_READY;       // 重置DMA状态



// 再执行SPI检查

if (HAL_SPI_GetState(&hspi2) != HAL_SPI_STATE_READY) {

    Error_Handler();

}

HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi2, new_wave, sizeof(new_wave));

// 在SPI传输前插入I2C总线检测

while(hi2c1.Instance->ISR & I2C_ISR_BUSY) // 等待I2C物理总线释放

{

    HAL_Delay(1);

}

uint32_t retry = 0;

HAL_StatusTypeDef dmaStatus;



do {

    dmaStatus = HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi2, new_wave, sizeof(new_wave));

    retry++;

} while(dmaStatus != HAL_OK && retry < 100);



if(dmaStatus != HAL_OK) {

    // 触发DMA复位

    HAL_SPI_Abort(&hspi2);

    MX_DMA_Init(); // 重新初始化DMA

}

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