SPI(硬件控制NSS)+DMA 基于HAL库的传输问题

chenyuan

之前是MCU和SX1280（RF模块）是通过普通的SPI配置进行通讯的，这是没问题的，然后想优化下传输的速度，于是想到了SPI+DMA进行传输，当我通过SPI+DMA同时通过软件控制NSS片选时，
会出现图1的现象，NSS拉低后要过段时间才会开始进行传输，图1的测试代码main函数中

1.   while (1)
   
2.   {
   
3.     /* USER CODE END WHILE */
   
4. HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_RESET);
   
5.     HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1,txbuff,rxbuff,8);
   
6.      HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_SET);
   
7.    
   
8.     HAL_GPIO_TogglePin(LED_Red_GPIO_Port,LED_Red_Pin);
   
9.       HAL_Delay(50);
   
10.     /* USER CODE BEGIN 3 */
    
11.   }

复制代码

然后我就想着将软件控制NSS改成硬件控制，让其自动切换，SPI初始化配置代码

1. void MX_SPI1_Init(void)
   
2. {
   
3. 
   
4.   hspi1.Instance = SPI1;
   
5.   hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;
   
6.   hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;
   
7.   hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;
   
8.   hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;
   
9.   hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;
   
10. 
    
11.   hspi1.Init.NSS = SPI_NSS_HARD_INPUT;
    
12.   hspi1.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_4;
    
13.   hspi1.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;
    
14.   hspi1.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;
    
15.   hspi1.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;
    
16.   hspi1.Init.CRCPolynomial = 7;
    
17.   hspi1.Init.CRCLength = SPI_CRC_LENGTH_DATASIZE;
    
18.   hspi1.Init.NSSPMode = SPI_NSS_PULSE_ENABLE;
    
19.   if (HAL_SPI_Init(&hspi1) != HAL_OK)
    
20.   {
    
21.     Error_Handler();
    
22.   }
    
23. 
    
24. }

复制代码

然后测试发现，每发一个字节NSS引脚就自动拉高了，这就导致了读取的数据是有问题的，具体现象如图2

关于正常配置的SPI（软件控制NSS）的现象如图3

问题：如何改正SPI(硬件控制)+DMA每发一个字节NSS引脚就自动拉高的现象？

向大家请教啦  谢谢！


关于测试工程如下：
（附件中在spi.h中有关于 正常SPI(软件控制NSS)配置 和 SPI(硬件控制NSS)+DMA的宏）
#define SPI_DMA    0 //1:开启DMA
图2 和 图3的现象就是更改此宏出来的

chenyuan

通过修改HAL库，现已可以实现NSS引脚快速上下拉，主要修改了两个地方，一是HAL_SPI_TransmitReceive_DMA()函数里，在开启DMA时拉高NSS；二是HAL_DMA_IRQHandler()里面拉低NSS引脚。将上述两个函数复制，增加修改后重命名：HAL_SPI_MY_TransmitReceive_DMA()（函数原型在工程中stm32f0xx_hal_spi.c的1977行） 和 HAL_SPI1_TX_DMA_IRQHandler()（函数原型在工程中spi.c的322行）;

1. /*
   
2. * 复制HAL_SPI_TransmitReceive_DMA()函数，在开启DMA前，拉低NSS引脚
   
3. */
   
4. HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_MY_TransmitReceive_DMA(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pTxData, uint8_t *pRxData, uint16_t Size)
   
5. {
   
6.   ..................................
   
7. ................................省略.....
   
8.   /* Set the SPI Tx DMA transfer complete callback as NULL because the communication closing is performed in DMA reception complete callback  */
   
9. 
   
10.   hspi->hdmatx->XferHalfCpltCallback = NULL;
    
11.   hspi->hdmatx->XferCpltCallback     = NULL;
    
12.   hspi->hdmatx->XferErrorCallback    = NULL;
    
13.   hspi->hdmatx->XferAbortCallback    = NULL;
    
14. 
    
15. 
    
16.   /* Enable the Tx DMA Stream/Channel  */
    
17.   HAL_DMA_Start_IT(hspi->hdmatx, (uint32_t)hspi->pTxBuffPtr, (uint32_t)&hspi->Instance->DR, hspi->TxXferCount);
    
18.   
    
19. /* Check if the SPI is already enabled */
    
20.   if ((hspi->Instance->CR1 & SPI_CR1_SPE) != SPI_CR1_SPE)
    
21.   {
    
22.     /* Enable SPI peripheral */
    
23.     __HAL_SPI_ENABLE(hspi);
    
24.   }
    
25.   /* Enable the SPI Error Interrupt Bit */
    
26.   __HAL_SPI_ENABLE_IT(hspi, (SPI_IT_ERR));
    
27. 
    
28. HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET);
    
29. 
    
30.   /* Enable Tx DMA Request */
    
31.   SET_BIT(hspi->Instance->CR2, SPI_CR2_TXDMAEN);
    
32. 
    
33. error :
    
34.   /* Process Unlocked */
    
35.   __HAL_UNLOCK(hspi);
    
36.   return errorcode;
    
37. }

复制代码

1. /*
   
2. * 在it.c中，要先调用
   
3.   HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_spi1_rx);
   
4.   HAL_SPI1_TX_DMA_IRQHandler(&hdma_spi1_tx);//在此函数中会对NSS引脚拉高
   
5. */
   
6. void HAL_SPI1_TX_DMA_IRQHandler(DMA_HandleTypeDef *hdma)
   
7. {
   
8.   ................................省略.....
   
9.   /* Transfer Complete Interrupt management ***********************************/
   
10.   else if ((RESET != (flag_it & (DMA_FLAG_TC1 << hdma->ChannelIndex))) && (RESET != (source_it & DMA_IT_TC)))
    
11.   {
    
12.           if((hdma->Instance->CCR & DMA_CCR_CIRC) == 0U)
    
13.           {
    
14.                   /* Disable the transfer complete  & transfer error interrupts */
    
15.                   /* if the DMA mode is not CIRCULAR */
    
16.                   hdma->Instance->CCR &= ~(DMA_IT_TC | DMA_IT_TE);
    
17.       
    
18.                   /* Change the DMA state */
    
19.                   hdma->State = HAL_DMA_STATE_READY;
    
20.           }
    
21.         
    
22.           /* Clear the transfer complete flag */
    
23.           hdma->DmaBaseAddress->IFCR = DMA_FLAG_TC1 << hdma->ChannelIndex;
    
24. 
    
25.     /*nss up*/
    
26.     HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);
    
27. 
    
28.           /* Process Unlocked */
    
29.           __HAL_UNLOCK(hdma);
    
30. 
    
31.           if(hdma->XferCpltCallback != NULL)
    
32.           {
    
33.                   /* Transfer complete callback */
    
34.                   hdma->XferCpltCallback(hdma);
    
35.           }
    
36.   }
    
37. .............................省略
    
38. 
    
39. }  

复制代码

测试效果如下，发送5个字节大概需要5.16us,NSS上下拉时间在600ns左右：
附件放不下，github链接：https://github.com/Gu-Yue-Hu/SPI_DMA_HAL.git

测试记录步骤：https://bbs.21ic.com/forum.php?m ... ;page=1#pid12510066

狼里个狼121

帮顶  

gjs13030247996

帮顶一下。

chenyuan

顶.....

lpwithv

帮顶   

正点原子

1，不要用硬件SS. 2，用寄存器写DMA启动发送函数。

chenyuan

正点原子 发表于 2021-11-25 00:51
1，不要用硬件SS. 2，用寄存器写DMA启动发送函数。

1.用软件控制NSS，然后直接调用HAL库的 SPI_DMA读写函数，就会出现上图1的现象，然后加上一些等待，就会变成下图的现象，NSS拉低后，好长时间才会进行传输

2.使用寄存器进行DMA的传输，是这样的吗，以发送为例(百度找到的相关SPI_DMA操作)：

1. /*******************************************************************************
   
2. * Function Name  : SPI1_Send
   
3. * Description    : SPI1的DMA方式发送
   
4. * Input          : SPI1_TX_Buff[SPI1_SendBufferSize]
   
5. * Output         : None
   
6. * Return         : None
   
7. * Attention             : 关闭DMA通道3之前必须等待TXE为1，等待忙标志为0
   
8. *******************************************************************************/
   
9. void SPI1_Send( u8 *buff, u32 len )
   
10. {
    
11.     DMA1_Channel3->CPAR = SPI1_DR_Addr; //外设地址
    
12.     DMA1_Channel3->CMAR = (u32) buff; //mem地址
    
13.     DMA1_Channel3->CNDTR = len ; //传输长度
    
14.     DMA1_Channel3->CCR = (0 << 14) | // 非存储器到存储器模式
    
15.             (2 << 12) | // 通道优先级高
    
16.             (0 << 11) | // 存储器数据宽度8bit
    
17.             (0 << 10) | // 存储器数据宽度8bit
    
18.             (0 <<  9) | // 外设数据宽度8bit
    
19.             (0 <<  8) | // 外设数据宽度8bit
    
20.             (1 <<  7) | // 存储器地址增量模式
    
21.             (0 <<  6) | // 外设地址增量模式(不增)
    
22.             (0 <<  5) | // 非循环模式
    
23.             (1 <<  4) | // 从存储器读
    
24.             (1 <<  3) | // 允许传输错误中断
    
25.             (0 <<  2) | // 允许半传输中断
    
26.             (1 <<  1) | // 允许传输完成中断
    
27.             (1);        // 通道开启
    
28. }
    
29. 
    
30. /*
    
31. * 实际调用
    
32. */
    
33. {
    
34. NSS_L; //拉低NSS
    
35. SPI1_Send( buff, 8 )
    
36. NSS_H; //拉高NSS
    
37. }
    
38. 
    
39. 
    

复制代码

chenyuan

最终想实现如图的效果，这是采集样机的SPI的效果时序；
对图进行分析，可以判断是有两个NSS的，那么可以判断采用的是软件NSS，看了下时钟，频率大概是17.5M，最主要的还是两个字节的间距特别近，才680ns，而我正常进行SPI通讯的频率是12.5M，间距有2us左右，看到样机的效果，想试着调下，结果卡胡同了，目前未想到应该怎么实现，望大佬们指点 谢谢啦！

有类似SPI操作的 相关的资料 和 例程 可以@我

谢谢啦！

chenyuan

今天进行了进一步测试，采用SPI+DMA配置（cubemx生成），使用软件控制NSS引脚
修改拉低拉高的位置，在
HAL_SPI_TransmitReceive_DMA(&hspi1, pTxData,pRxData,Size)

1. /* Check if the SPI is already enabled */
   
2. 
   
3.   if ((hspi->Instance->CR1 & SPI_CR1_SPE) != SPI_CR1_SPE)
   
4. 
   
5.   {
   
6. 
   
7.     /* Enable SPI peripheral */
   
8. 
   
9.     __HAL_SPI_ENABLE(hspi);
   
10. 
    
11.   }
    
12. 
    
13.   /* Enable the SPI Error Interrupt Bit */
    
14. 
    
15.   __HAL_SPI_ENABLE_IT(hspi, (SPI_IT_ERR));
    
16. 
    
17. HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET);
    
18. 
    
19.   /* Enable Tx DMA Request */
    
20. 
    
21.   SET_BIT(hspi->Instance->CR2, SPI_CR2_TXDMAEN);
    
22. 
    
23. 
    
24. 
    
25. error :
    
26. 
    
27.   /* Process Unlocked */
    
28. 
    
29.   __HAL_UNLOCK(hspi);
    
30. 
    
31.   return errorcode;

复制代码

在SPI_DMA的读写函数里，将GPIOA_15（NSS控制引脚）拉低，然后在DMA的中断回调函数

1. void DMA1_Channel2_3_IRQHandler(void)
   
2. 
   
3. {
   
4. 
   
5.   /* USER CODE BEGIN DMA1_Channel2_3_IRQn 0 */
   
6. 
   
7. 
   
8. 
   
9.   /* USER CODE END DMA1_Channel2_3_IRQn 0 */
   
10. 
    
11.   HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_spi1_rx);
    
12. 
    
13.   HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_spi1_tx);
    
14. 
    
15.   /* USER CODE BEGIN DMA1_Channel2_3_IRQn 1 */
    
16. 
    
17. if(__HAL_DMA_GET_IT_SOURCE(&hdma_spi1_rx, DMA_IT_TC)){
    
18. 
    
19.   HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);
    
20. 
    
21.   }
    
22. 
    
23.   /* USER CODE END DMA1_Channel2_3_IRQn 1 */
    
24. 
    
25. }

复制代码

当判断DMA_RX通道是DMA完成中断，然后将NSS引脚拉高，这样可以达到下图的效果：
可以看到两个字节间的距离是变短了，而且读取出的数据和我不采用DMA的时候是一致的，同时也保证了数据传输在NSS拉低时快速传输；
但是拉低的操作是修改的库（尽量不修改库），有什么方法，可以直接判断DMA准备传输前拉低NSS,传输完成后拉高NSS(DMA的中断就：传输一半，传输完成，传输错误)；
请问大家在使用HAL_SPI_TransmitReceive_DMA(&hspi1, pTxData,pRxData,Size)函数时，NSS是如何控制的呢??
谢谢啦！

conley49

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