STM32 SPI 慢速计算

Question

我正在使用 STM32F4 及其 SPI 与本教程中的 74HC595 通信。区别在于初学者我使用非 DMA 版本为简单起见。我用STMCubeMX配置SPI和GPIO

问题是：我没有获得闩锁 PIN，我将其设置为 PA8，以便在传输过程中足够快地切换。

我正在使用的代码：

        spiTxBuf[0] = 0b00000010;

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);


        HAL_SPI_Transmit(&hspi1, spiTxBuf, 1, HAL_MAX_DELAY);
//        while(HAL_SPI_GetState(&hspi1) != HAL_SPI_STATE_READY);

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);

        HAL_Delay(1);

我尝试过的事情：

1. 将引脚 PA8 的最大输出速度设置为非常快

2. 等待 SPI 完成（参见上面的注释行）

3. 在此处对 SPI 使用 DMA，这实际上使其变慢了。

如何让它更快地切换？我应该在 SPI 完成时创建和中断并在那里设置锁存器吗？

Answer 1

如何让它更快地切换？

如果可能，请使用硬件 NSS 引脚

一些 STM32 控制器可以自动切换其NSS 引脚，并在传输后具有可配置的延迟。查看参考手册，如果您是其中之一，请将移位器的闩锁引脚重新连接到 MCU 上的SPIx_NSS 引脚。

不要使用 HAL

HAL 对于时序要求严格的任何事情都非常缓慢且过于复杂。不要使用它。

只需执行参考手册中的 SPI 传输程序即可。

SPI->CR1 |= SPI_CR1_SPE; // this is required only once
GPIOA->BSRR = 1 << (8 + 16);
*(volatile uint8_t *)&SPI->DR = 0b00000010;
while((SPI->SR & (SPI_SR_TXE | SPI_SR_BSY)) != SPI_SR_TXE)
    ;
GPIOA->BSRR = 1 << 8;

Answer 2

所以经过一些输入后，我想出了一个解决方案，我重新定义了 HAL 函数，基本上把所有缓慢的东西都扔掉了：

void HAL_GPIO_WritePin_Fast(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)
{

    if(PinState != GPIO_PIN_RESET)
    {
        GPIOx->BSRR = GPIO_Pin;
    }
    else
    {
        GPIOx->BSRR = (uint32_t)GPIO_Pin << 16U;
    }
}

HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Transmit_fast(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
{
//    uint32_t tickstart = 0U;
    HAL_StatusTypeDef errorcode = HAL_OK;

    /* Check Direction parameter */

    /* Process Locked */
    __HAL_LOCK(hspi);

    /* Init tickstart for timeout management*/
//    tickstart = HAL_GetTick();

//    if(hspi->State != HAL_SPI_STATE_READY)
//    {
//        errorcode = HAL_BUSY;
//        goto error;
//    }
//
//    if((pData == NULL ) || (Size == 0))
//    {
//        errorcode = HAL_ERROR;
//        goto error;
//    }

    /* Set the transaction information */
    hspi->State       = HAL_SPI_STATE_BUSY_TX;
    hspi->ErrorCode   = HAL_SPI_ERROR_NONE;
    hspi->pTxBuffPtr  = (uint8_t *)pData;
    hspi->TxXferSize  = Size;
    hspi->TxXferCount = Size;

    /*Init field not used in handle to zero */
    hspi->pRxBuffPtr  = (uint8_t *)NULL;
    hspi->RxXferSize  = 0U;
    hspi->RxXferCount = 0U;
    hspi->TxISR       = NULL;
    hspi->RxISR       = NULL;

    /* Configure communication direction : 1Line */
    if(hspi->Init.Direction == SPI_DIRECTION_1LINE)
    {
        SPI_1LINE_TX(hspi);
    }

#if (USE_SPI_CRC != 0U)
    /* Reset CRC Calculation */
  if(hspi->Init.CRCCalculation == SPI_CRCCALCULATION_ENABLE)
  {
    SPI_RESET_CRC(hspi);
  }
#endif /* USE_SPI_CRC */

    /* Check if the SPI is already enabled */
    if((hspi->Instance->CR1 & SPI_CR1_SPE) != SPI_CR1_SPE)
    {
        /* Enable SPI peripheral */
        __HAL_SPI_ENABLE(hspi);
    }

    /* Transmit data in 16 Bit mode */
    if(hspi->Init.DataSize == SPI_DATASIZE_16BIT)
    {
        if((hspi->Init.Mode == SPI_MODE_SLAVE) || (hspi->TxXferCount == 0x01))
        {
            hspi->Instance->DR = *((uint16_t *)pData);
            pData += sizeof(uint16_t);
            hspi->TxXferCount--;
        }
        /* Transmit data in 16 Bit mode */
        while (hspi->TxXferCount > 0U)
        {
            /* Wait until TXE flag is set to send data */
            if(__HAL_SPI_GET_FLAG(hspi, SPI_FLAG_TXE))
            {
                hspi->Instance->DR = *((uint16_t *)pData);
                pData += sizeof(uint16_t);
                hspi->TxXferCount--;
            }
            else
            {
//                /* Timeout management */
//                if((Timeout == 0U) || ((Timeout != HAL_MAX_DELAY) && ((HAL_GetTick()-tickstart) >=  Timeout)))
//                {
//                    errorcode = HAL_TIMEOUT;
//                    goto error;
//                }
            }
        }
    }
        /* Transmit data in 8 Bit mode */
    else
    {
        if((hspi->Init.Mode == SPI_MODE_SLAVE)|| (hspi->TxXferCount == 0x01))
        {
            *((__IO uint8_t*)&hspi->Instance->DR) = (*pData);
            pData += sizeof(uint8_t);
            hspi->TxXferCount--;
        }
        while (hspi->TxXferCount > 0U)
        {
            /* Wait until TXE flag is set to send data */
            if(__HAL_SPI_GET_FLAG(hspi, SPI_FLAG_TXE))
            {
                *((__IO uint8_t*)&hspi->Instance->DR) = (*pData);
                pData += sizeof(uint8_t);
                hspi->TxXferCount--;
            }
            else
            {
//                /* Timeout management */
//                if((Timeout == 0U) || ((Timeout != HAL_MAX_DELAY) && ((HAL_GetTick()-tickstart) >=  Timeout)))
//                {
//                    errorcode = HAL_TIMEOUT;
//                    goto error;
//                }
            }
        }
    }





    /* Clear overrun flag in 2 Lines communication mode because received is not read */
    if(hspi->Init.Direction == SPI_DIRECTION_2LINES)
    {
        __HAL_SPI_CLEAR_OVRFLAG(hspi);
    }
#if (USE_SPI_CRC != 0U)
    /* Enable CRC Transmission */
  if(hspi->Init.CRCCalculation == SPI_CRCCALCULATION_ENABLE)
  {
     SET_BIT(hspi->Instance->CR1, SPI_CR1_CRCNEXT);
  }
#endif /* USE_SPI_CRC */

    if(hspi->ErrorCode != HAL_SPI_ERROR_NONE)
    {
        errorcode = HAL_ERROR;
    }

    error:
    hspi->State = HAL_SPI_STATE_READY;
    /* Process Unlocked */
    __HAL_UNLOCK(hspi);
    return errorcode;
}

这绝对是一个选择，但可能不是最优雅的 :) 不过它大大加快了时间：

编辑： berendis 解决方案更快：

这是多字节的代码：

spiTxBuf[0] = 0b00000110;
spiTxBuf[1] = 0b00000111;
spiTxBuf[2] = 0b00000111;
spiTxBuf[3] = 0b00000111;
spiTxBuf[4] = 0b00000111;

GPIOA->BSRR = 1 << (8 + 16);
for(int i=0; i<5; i++){
    *(volatile uint8_t *)&SPI1->DR = spiTxBuf[i];
    while ((SPI1->SR & SPI_SR_TXE) == RESET);

}

while((SPI1->SR & (SPI_SR_TXE | SPI_SR_BSY)) != SPI_SR_TXE);
GPIOA->BSRR = 1 << 8;
HAL_Delay(100);