如何使用 stm32F4 设置中断驱动的 SPI

Question

我正在使用带有 CMSIS 库的 STM32F4 板，我想设置一个中断驱动的 SPI，这意味着每次 SPI 外设发送一个字节时都会触发一个中断。初始化函数如下：

void init_SPI1(void)
{
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  SPI_InitTypeDef SPI_InitStruct; 

  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
  GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_4;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
  GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  // connect SPI1 pins to SPI alternate function
  //GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource4, GPIO_AF_SPI1);

  GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource5, GPIO_AF_SPI1);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_SPI1);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_SPI1);

  //Set chip select high 
  GPIOA->BSRRL |= GPIO_Pin_4; // set PE4 high

  // enable peripheral clock
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);

  /* configure SPI1 in Mode 0 
   * CPOL = 0 --> clock is low when idle
   * CPHA = 0 --> data is sampled at the first edge
   */
  SPI_StructInit(&SPI_InitStruct); // set default settings 
  SPI_InitStruct.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; // set to full duplex mode, seperate MOSI and MISO lines
  SPI_InitStruct.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;     // transmit in master mode, NSS pin has to be always high
  SPI_InitStruct.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // one packet of data is 8 bits wide
  SPI_InitStruct.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;        // clock is low when idle
  SPI_InitStruct.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;      // data sampled at first edge
  SPI_InitStruct.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft ; // set the NSS management to internal and pull internal NSS high
  SPI_InitStruct.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4; // SPI frequency is APB2 frequency / 4
  SPI_InitStruct.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;// data is transmitted MSB first
  SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStruct); 

  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = SPI1_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

  /* Enable SPI1*/
  SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
  return;
}

然后我只是将 SPI_MOSI 环回到 SPI_MISO 并使用一个传输数据的函数（一个非常基本的函数，它从缓冲区获取数据，然后使用 CMSIS 函数进行传输）。问题是当 SPI 中断被触发时，程序不会从处理程序中退出。处理函数看起来像这样：

void SPI1_IRQHandler()
{
 int a;
 a++;
 SPI_I2S_ClearITPendingBit(SPI1,SPI_I2S_IT_TXE);
 return;
}

是 CMSIS 库中的问题，还是我没有以好的方式配置 SPI 中断？请引导我到正确的位置。

编辑

这是我用来传输数据的功能

void write_SPI1()
{
 int i;

   for (i=0;i<SPI_TX_MAX; i++)
  {
   SPI_I2S_SendData(SPI1,spiTxBuff[i]);
   SPI_I2S_ITConfig(SPI1,SPI_I2S_IT_RXNE,ENABLE);
  }
}

而中断处理的是数据接收，它只是在接收新数据时填充spiRxBuff。

void SPI1_IRQHandler()
{
 while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_RXNE)== RESET);

  spiRxBuff[spiRxCount]= SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
  spiRxCount++;
}

用于接收/传输的变量声明如下：

uint8_t spiTxBuff[SPI_TX_MAX] = {0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06};
uint8_t spiRxBuff[SPI_RX_MAX];
static volatile int spiRxCount= 0;  // used in SPI1_IRQHandler

现在奇怪的是我在 spiRxBuff 中有 {0x01,0x02,0x03,0x05,0x06} 而不是 {0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06}，但是使用调试模式，spiRxBuff 中的数据是正确的，您认为哪里出了问题？

Answer 1

您没有显示执行传输的功能，所以我不知道您要完成什么

循环传输

如果你从一个函数发送（在一个循环中），那么你根本不需要中断，只需确保在发送之前设置了 TXE 标志。请注意，您必须以某种方式交错发送和接收。

void SPI1_Transmit(uint8_t *send, uint8_t *receive, int count) {
  while(count-- > 0) {
    while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE)!=SET) {
      if(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE)==SET)
        *receive++ = SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
    }
    SPI_I2S_SendData(SPI1, *send++);
  }
  while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE)!=SET) {
    /* wait for the last incoming byte */
  }
  *receive++ = SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
}

从中断传输

只要 SPI 设备不忙于发送，就会设置 TXE 中断标志​​。如果您不在中断处理程序中对其进行处理，它将一次又一次地立即触发中断。您不能手动清除它，而是通过发送另一个字节，并在发送最后一个字节之前重置发送中断启用标志。

volatile int spi1_tx_count, spi1_rx_count;
uint8_t *spi1_tx_ptr;
volatile uint8_t *spi1_rx_ptr;
/* set these global variables before enabling interrupts */

void SPI1_IRQHandler() {
  if (SPI_I2S_GetITStatus(SPI1, SPI_I2S_IT_TXE) == SET) {
    if(--spi1_tx_count < 1)
      SPI_I2S_ITConfig(SPI1, SPI_I2S_IT_TXE, DISABLE);
    SPI_I2S_SendData(SPI1, *spi1_tx_ptr++);
  }
  if(SPI_I2S_GetITStatus(SPI1, SPI_I2S_IT_RXNE) == SET) {
    *spi_rx_ptr++ = SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
    spi1_rx_count++;
  }
}

使用 DMA

以上示例使用处理器功率和周期来执行可由 DMA 控制器单独处理的任务。很多（如果不是全部）处理器周期，如果您以 2 MBit/s 的速度与外围设备通信。

有关示例，请参阅库中的 Project/STM32F4xx_StdPeriph_Examples/SPI/SPI_TwoBoards。

Answer 2

抱歉，我完全没有注意到您修改了问题。看起来通知是在新的 cmets 或答案上发送的，而不是在编辑时发送的。

您的代码存在多个问题。在 write_SPI1() 中，我只会在循环之前启用一次 RX 中断，无需一次又一次地这样做。另外，发送前一定要检查TX寄存器是否可用。

void write_SPI1() {
  int i;
  SPI_I2S_ITConfig(SPI1,SPI_I2S_IT_RXNE,ENABLE);
  for (i=0;i<SPI_TX_MAX; i++) {
    while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE)!=SET)
      ;
    SPI_I2S_SendData(SPI1,spiTxBuff[i]);
  }
}

然而，在中断处理程序中等待标志是一个坏主意。如果 RXNE 是唯一可能的中断源，那么您可以直接进行接收。