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南风一号

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主机中 XMC4300 SPI如何正确配置？

我有一个正常工作的 XMC4300，它能够在 SLAVE 模式下连续接收 22 个 16 位字。这些 22x16 数据包由 STM32F4xx 主机生成。CLK 信号空闲时处于低电平，6Mhz，接收信号在第二阶段（下降沿）进行采样，MSB 优先，16 位字。一切都很棒（- 我生成控制总和并通过 EtherCAT 实际传输连续信号，在一种模拟网络示波器上呈现它，因此它在视觉上看起来不错）。
现在我需要将 XMC4300 设为 SPI 主设备。因此，重新编写代码后，我发现了一些奇怪的事情。我在我的数字逻辑分析仪上看到了 CLK、MOSI、MISO、CS，它们看起来很好，但控制和校验（我自己的软件）通常失败。如果我传输一些预定义的数据，它通常会运行良好。但是在浮点值（当然是数字）的一般传输过程中，我通常会出现控制和错误。我认为英飞凌 SPI 主控可能会产生某种信号，在数据信号偏斜的某处与 STM32 不兼容（在默认配置下，我附上了配置截图）。
能否请您建议我应该在哪里修改设置？

回帖（1）

杨福林

2025-8-13 17:50:17

要正确配置 XMC4300 的 SPI 主机模式，需确保时钟极性、相位、数据帧长度等参数与从机严格匹配。以下是针对您需求的配置步骤和示例代码（基于 DAVE™ IDE 或直接寄存器操作）：

关键配置参数

模式：主机（Master）

时钟极性（CPOL）：空闲低电平（0）

时钟相位（CPHA）：数据在下降沿采样（1）

数据帧：16 位

移位顺序：MSB 优先

时钟频率：6 MHz

片选（CS）控制：软件手动控制（确保传输期间有效）

配置步骤（DAVE™ APP 或寄存器级）

1. 初始化 SPI 通道（以 USIC0_CH0 为例）

#include 



#define SPI_MASTER        XMC_SPI0_CH0

#define SPI_BAUDRATE      6000000u  // 6 MHz

#define SPI_DATA_BITS     16u       // 16 位数据帧



// SPI 配置结构体

XMC_SPI_CH_CONFIG_t spi_config = {

  .baudrate = SPI_BAUDRATE,

  .bus_mode = XMC_SPI_CH_BUS_MODE_MASTER,     // 主机模式

  .selo_inversion = XMC_SPI_CH_SLAVE_SEL_INV_TO_MSLS, // 片选极性

  .parity_mode = XMC_USIC_CH_PARITY_MODE_NONE // 无校验

};



// 初始化 SPI 通道

XMC_SPI_CH_Init(SPI_MASTER, &spi_config);



// 设置数据帧格式

XMC_SPI_CH_SetBitLength(SPI_MASTER, SPI_DATA_BITS);

XMC_SPI_CH_SetFrameLength(SPI_MASTER, 64u); // 大于等于数据位即可



// 配置时钟特性：CPOL=0, CPHA=1 (Mode 1)

XMC_SPI_CH_ConfigureShiftClockOutput(

  SPI_MASTER,

  XMC_SPI_CH_BRG_SHIFT_CLOCK_PASSIVE_LEVEL_0, // 空闲低电平

  XMC_SPI_CH_BRG_SHIFT_CLOCK_OUTPUT_SCLKOPT_1 // 下降沿采样（CPHA=1）

);



// 启用 MSB 优先

XMC_SPI_CH_SetTransmitMode(SPI_MASTER, XMC_SPI_CH_TRANSFER_MODE_0);



// 启用 SPI 通道

XMC_SPI_CH_Start(SPI_MASTER);

2. 配置 GPIO 引脚（SCLK/MOSI/MISO/CS）

// SCLK (P0.13)

XMC_GPIO_CONFIG_t sclk_config = {

  .mode = XMC_GPIO_MODE_OUTPUT_PUSH_PULL_ALT7, // USIC 功能

  .output_level = XMC_GPIO_OUTPUT_LEVEL_LOW

};

XMC_GPIO_Init(P0_13, &sclk_config);



// MOSI (P0.14)

XMC_GPIO_CONFIG_t mosi_config = {

  .mode = XMC_GPIO_MODE_OUTPUT_PUSH_PULL_ALT7

};

XMC_GPIO_Init(P0_14, &mosi_config);



// MISO (P0.15)

XMC_GPIO_CONFIG_t miso_config = {

  .mode = XMC_GPIO_MODE_INPUT_TRISTATE        // 浮空输入

};

XMC_GPIO_Init(P0_15, &miso_config);



// 软件片选 CS (自定义 GPIO，如 P0.12)

XMC_GPIO_CONFIG_t cs_config = {

  .mode = XMC_GPIO_MODE_OUTPUT_PUSH_PULL,

  .output_level = XMC_GPIO_OUTPUT_LEVEL_HIGH  // 初始高电平（无效）

};

XMC_GPIO_Init(P0_12, &cs_config);

3. 数据传输函数（发送 22 个 16 位字）

void SPI_TransmitPacket(uint16_t *data, uint32_t len) {

  // 拉低 CS（使能从机）

  XMC_GPIO_SetOutputLow(P0_12);



  for (uint32_t i = 0; i < len; i++) {

    // 等待发送缓冲空

    while (!XMC_SPI_CH_GetTransmitBufferStatus(SPI_MASTER));



    // 发送 16 位数据

    XMC_SPI_CH_Transmit(SPI_MASTER, data[i], XMC_SPI_CH_MODE_STANDARD);



    // 可选：等待接收（全双工时需读取）

    // while (!XMC_SPI_CH_GetReceiveBufferStatus(SPI_MASTER));

    // uint16_t rx = XMC_SPI_CH_GetReceivedData(SPI_MASTER);

  }



  // 等待最后一次传输完成

  while (!XMC_USIC_CH_GetTransmitBufferStatus(SPI_MASTER->channel));



  // 拉高 CS（释放从机）

  XMC_GPIO_SetOutputHigh(P0_12);

}

常见问题排查

片选（CS）信号问题：
- 使用 软件控制 CS 确保每次传输前拉低、结束后拉高。
- 传输期间逻辑分析仪检查 CS 是否持续有效（低电平）。

时钟相位/极性不匹配：
- 主机 CPOL=0/CPHA=1（Mode 1）必须严格匹配从机配置。
- 逻辑分析仪验证：SCLK 空闲低电平，数据在下降沿采样。

数据对齐问题：
- 确保主机和从机均为 16 位帧，MSB 优先。
- 检查传输函数是否正确处理 16 位数据（uint16_t 类型）。

时钟频率偏差：
- 使用逻辑分析仪测量实际 SCLK 频率是否为 6 MHz。
- 计算公式：SCLK = f_PERIPH / (DV + 1)，调整分频值 DV。

延迟不足：

在拉高 CS 前添加短暂延时（尤其从机响应慢时）：

// 传输结束后延迟再释放 CS

for (volatile int i = 0; i < 100; i++); // 短暂延时

XMC_GPIO_SetOutputHigh(P0_12);

调试建议

逻辑分析仪检查：
- 捕获 SCLK、MOSI、MISO、CS 波形，验证时序是否符合 Mode 1。
- 对比主机发送的数据与从机接收的数据是否一致。

简化测试：
- 先发送单字（如 0xAA55），检查从机是否收到正确值。
- 逐步增加数据长度至 22 字。

STM32 从机配置：

确保从机 SPI 配置为 CPOL=0, CPHA=1, 16 位数据：

// STM32 HAL 配置示例

hspi.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_2EDGE;   // CPHA=1

hspi.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW; // CPOL=0

hspi.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_16BIT;

通过以上配置和排查步骤，您应能解决 SPI 主机模式的数据异常问题。确保主从设备参数严格同步，重点关注时序波形和片选信号的控制。

关键配置参数

模式：主机（Master）

时钟极性（CPOL）：空闲低电平（0）

时钟相位（CPHA）：数据在下降沿采样（1）

数据帧：16 位

移位顺序：MSB 优先

时钟频率：6 MHz

片选（CS）控制：软件手动控制（确保传输期间有效）

配置步骤（DAVE™ APP 或寄存器级）

1. 初始化 SPI 通道（以 USIC0_CH0 为例）

#include 



#define SPI_MASTER        XMC_SPI0_CH0

#define SPI_BAUDRATE      6000000u  // 6 MHz

#define SPI_DATA_BITS     16u       // 16 位数据帧



// SPI 配置结构体

XMC_SPI_CH_CONFIG_t spi_config = {

  .baudrate = SPI_BAUDRATE,

  .bus_mode = XMC_SPI_CH_BUS_MODE_MASTER,     // 主机模式

  .selo_inversion = XMC_SPI_CH_SLAVE_SEL_INV_TO_MSLS, // 片选极性

  .parity_mode = XMC_USIC_CH_PARITY_MODE_NONE // 无校验

};



// 初始化 SPI 通道

XMC_SPI_CH_Init(SPI_MASTER, &spi_config);



// 设置数据帧格式

XMC_SPI_CH_SetBitLength(SPI_MASTER, SPI_DATA_BITS);

XMC_SPI_CH_SetFrameLength(SPI_MASTER, 64u); // 大于等于数据位即可



// 配置时钟特性：CPOL=0, CPHA=1 (Mode 1)

XMC_SPI_CH_ConfigureShiftClockOutput(

  SPI_MASTER,

  XMC_SPI_CH_BRG_SHIFT_CLOCK_PASSIVE_LEVEL_0, // 空闲低电平

  XMC_SPI_CH_BRG_SHIFT_CLOCK_OUTPUT_SCLKOPT_1 // 下降沿采样（CPHA=1）

);



// 启用 MSB 优先

XMC_SPI_CH_SetTransmitMode(SPI_MASTER, XMC_SPI_CH_TRANSFER_MODE_0);



// 启用 SPI 通道

XMC_SPI_CH_Start(SPI_MASTER);

2. 配置 GPIO 引脚（SCLK/MOSI/MISO/CS）

// SCLK (P0.13)

XMC_GPIO_CONFIG_t sclk_config = {

  .mode = XMC_GPIO_MODE_OUTPUT_PUSH_PULL_ALT7, // USIC 功能

  .output_level = XMC_GPIO_OUTPUT_LEVEL_LOW

};

XMC_GPIO_Init(P0_13, &sclk_config);



// MOSI (P0.14)

XMC_GPIO_CONFIG_t mosi_config = {

  .mode = XMC_GPIO_MODE_OUTPUT_PUSH_PULL_ALT7

};

XMC_GPIO_Init(P0_14, &mosi_config);



// MISO (P0.15)

XMC_GPIO_CONFIG_t miso_config = {

  .mode = XMC_GPIO_MODE_INPUT_TRISTATE        // 浮空输入

};

XMC_GPIO_Init(P0_15, &miso_config);



// 软件片选 CS (自定义 GPIO，如 P0.12)

XMC_GPIO_CONFIG_t cs_config = {

  .mode = XMC_GPIO_MODE_OUTPUT_PUSH_PULL,

  .output_level = XMC_GPIO_OUTPUT_LEVEL_HIGH  // 初始高电平（无效）

};

XMC_GPIO_Init(P0_12, &cs_config);

3. 数据传输函数（发送 22 个 16 位字）

void SPI_TransmitPacket(uint16_t *data, uint32_t len) {

  // 拉低 CS（使能从机）

  XMC_GPIO_SetOutputLow(P0_12);



  for (uint32_t i = 0; i < len; i++) {

    // 等待发送缓冲空

    while (!XMC_SPI_CH_GetTransmitBufferStatus(SPI_MASTER));



    // 发送 16 位数据

    XMC_SPI_CH_Transmit(SPI_MASTER, data[i], XMC_SPI_CH_MODE_STANDARD);



    // 可选：等待接收（全双工时需读取）

    // while (!XMC_SPI_CH_GetReceiveBufferStatus(SPI_MASTER));

    // uint16_t rx = XMC_SPI_CH_GetReceivedData(SPI_MASTER);

  }



  // 等待最后一次传输完成

  while (!XMC_USIC_CH_GetTransmitBufferStatus(SPI_MASTER->channel));



  // 拉高 CS（释放从机）

  XMC_GPIO_SetOutputHigh(P0_12);

}

常见问题排查

片选（CS）信号问题：
- 使用 软件控制 CS 确保每次传输前拉低、结束后拉高。
- 传输期间逻辑分析仪检查 CS 是否持续有效（低电平）。

时钟相位/极性不匹配：
- 主机 CPOL=0/CPHA=1（Mode 1）必须严格匹配从机配置。
- 逻辑分析仪验证：SCLK 空闲低电平，数据在下降沿采样。

数据对齐问题：
- 确保主机和从机均为 16 位帧，MSB 优先。
- 检查传输函数是否正确处理 16 位数据（uint16_t 类型）。

时钟频率偏差：
- 使用逻辑分析仪测量实际 SCLK 频率是否为 6 MHz。
- 计算公式：SCLK = f_PERIPH / (DV + 1)，调整分频值 DV。

延迟不足：

在拉高 CS 前添加短暂延时（尤其从机响应慢时）：

// 传输结束后延迟再释放 CS

for (volatile int i = 0; i < 100; i++); // 短暂延时

XMC_GPIO_SetOutputHigh(P0_12);

调试建议

逻辑分析仪检查：
- 捕获 SCLK、MOSI、MISO、CS 波形，验证时序是否符合 Mode 1。
- 对比主机发送的数据与从机接收的数据是否一致。

简化测试：
- 先发送单字（如 0xAA55），检查从机是否收到正确值。
- 逐步增加数据长度至 22 字。

STM32 从机配置：

确保从机 SPI 配置为 CPOL=0, CPHA=1, 16 位数据：

// STM32 HAL 配置示例

hspi.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_2EDGE;   // CPHA=1

hspi.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW; // CPOL=0

hspi.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_16BIT;

通过以上配置和排查步骤，您应能解决 SPI 主机模式的数据异常问题。确保主从设备参数严格同步，重点关注时序波形和片选信号的控制。

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主机中 XMC4300 SPI如何正确配置？

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杨福林

关键配置参数

配置步骤（DAVE™ APP 或寄存器级）

1. 初始化 SPI 通道（以 USIC0_CH0 为例）

2. 配置 GPIO 引脚（SCLK/MOSI/MISO/CS）

3. 数据传输函数（发送 22 个 16 位字）

常见问题排查

调试建议

关键配置参数

配置步骤（DAVE™ APP 或寄存器级）

1. 初始化 SPI 通道（以 USIC0_CH0 为例）

2. 配置 GPIO 引脚（SCLK/MOSI/MISO/CS）

3. 数据传输函数（发送 22 个 16 位字）

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