SPI的sck波形不正确

jiangxinwang · 发表于 2017-4-20 16:14:50

本帖最后由 jiangxinwang 于 2017-4-20 17:17 编辑

我正在调试一个spi接口的摄像头，分辨率60x80，通过spi总线传输图像数据.用的是mini的板子，连接的SPI1接口上，CS用的PA8.
我参照例程写的spi初始化的代码：[mw_shl_code=c,true]void SPI1_Init(void)
{
      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

      RCC_APB2PeriphClockCmd(       RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE );

      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
      GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

      GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7);

      SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
      SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;             //设置SPI工作模式:设置为主SPI
      SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;             //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
      SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;             //选择了串行时钟的稳态:时钟悬空高
      SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;       //数据捕获于第二个时钟沿
      SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;             //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制
      SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;             //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
      SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;       //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
      SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;       //CRC值计算的多项式
      SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器

      SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI外设

      SPI1_ReadWriteByte(0xff);//启动传输
}

void SPI_DEV_Init(void)
{

      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  RCC_APB2PeriphClockCmd(       RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );

      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_8;  //SPI CS
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //复用推挽输出
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
      GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
      GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_8); //我用PA8作为cs脚
      SPI1_Init();                //初始化SPI
      SPI1_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_4);       //设置为18M时钟,高速模式

}  [/mw_shl_code]

然后用SPI_DEV_Read函数读取数据：
[mw_shl_code=c,true]#define       SPI_DEV_CS PAout(8)

void SPI_DEV_Read(u8* pBuffer,u16 NumByteToRead)
{
      u16 i;
      SPI_DEV_CS=0;                         //使能器件

for(i=0;i<NumByteToRead;i++)
      {
      pBuffer=SPI1_ReadWriteByte(0XFF); //循环读数
}
      SPI_DEV_CS=1;                         //取消片选
} [/mw_shl_code]

但是最后读取数据失败，波形如下：
这个是SCK的波形：

这个是MISO的波形：

此外MOSI的波形一直是高电平。

还恳请各位前辈能帮忙指点一下看看我的初始化代码配置是否正确？
谢谢！

Owen · 发表于 2017-4-20 16:14:51

jiangxinwang 发表于 2017-4-21 09:49
谢谢！
我CS改成复用推挽输出，并把输出改成0xAA后抓了一组波形：
SCK：

CS配置的是软件设置，用之前的推挽输出可以的
SCK的波形上升沿下降沿都很乱，多半是时钟有问题。
你可以检查一下晶振输出正不正常，硬件电路没问题的话就试试软件配置
我看了一下stm32的头文件定义HSE_VALUE 25MHz，你的外部晶振是多少？
你需要配置一下你的系统时钟，类似这样：
stm32中文参考手册第六章专门讲系统时钟RCC的，你去看看
int RCC_Configuration(void)
{
ErrorStatus HSEStartUpStatus;
RCC_ClocksTypeDef RCC_ClockFreq;

RCC_GetClocksFreq(&RCC_ClockFreq); // leon.zhang added

/* RCC system reset(for debug purpose) */
RCC_DeInit();

/* Enable HSE */
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

/* Wait till HSE is ready */
HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
if(HSEStartUpStatus != ERROR)
{
/* Enable Prefetch Buffer */
FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
/* Flash 2 wait state */
FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

/****************************************************************/
/* HSE=12MHz, HCLK=72MHz, PCLK2=72MHz, PCLK1=36MHz */
/****************************************************************/

/* HCLK = SYSCLK */
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
/* PCLK2 = HCLK */
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
/* PCLK1 = HCLK/2 */
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

/* Configure PLL *********************************************************/
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_6); //PLL6±¶Æμ

/* Enable PLL */
RCC_PLLCmd(ENABLE);

/* Wait till PLL is ready */
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET){}

/* Select PLL as system clock source */
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

/* Wait till PLL is used as system clock source */
while (RCC_GetSYSCLKSource() != (uint32_t)RCC_CFGR_SWS_PLL){}
}
else
{
RCC_HSICmd(ENABLE);

/* Enable Prefetch Buffer */
FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
/* Flash 2 wait state */
FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

/****************************************************************/
/* HSE=12MHz, HCLK=72MHz, PCLK2=72MHz, PCLK1=36MHz */
/****************************************************************/

/* HCLK = SYSCLK */
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
/* PCLK2 = HCLK */
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
/* PCLK1 = HCLK/2 */
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);

/* Configure PLL *********************************************************/
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSI_Div2, RCC_PLLMul_16);

/* Enable PLL */
RCC_PLLCmd(ENABLE);

/* Wait till PLL is ready */
while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET){}

/* Select PLL as system clock source */
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

/* Wait till PLL is used as system clock source */
while (RCC_GetSYSCLKSource() != (uint32_t)RCC_CFGR_SWS_PLL){}

SET_LED_OFF_BLUE();
SET_LED_OFF();
for(RCC_ClockFreq.ADCCLK_Frequency=0; RCC_ClockFreq.ADCCLK_Frequency<20; RCC_ClockFreq.ADCCLK_Frequency++)
{// HSEóDÎêìa ê1óÃHSI Ö¸ê¾μÆ
delay1ms(30);
SET_LED_OFF();
delay1ms(30);
SET_LED_ON();
}
}

RCC_GetClocksFreq(&RCC_ClockFreq);

// Set NVIC Grouping to 16 groups of interrupt without sub-grouping
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

return 0;
}

Owen · 发表于 2017-4-20 17:04:25

SPI_DEV_Read（）函数里， pBuffer=SPI1_ReadWriteByte(0XFF); 这一句，pBuffer是指针，而函数SPI1_ReadWriteByte返回的是u8的值，不是地址

jiangxinwang · 发表于 2017-4-20 17:12:56

本帖最后由 jiangxinwang 于 2017-4-20 17:16 编辑

Owen 发表于 2017-4-20 17:04
SPI_DEV_Read（）函数里， pBuffer=SPI1_ReadWriteByte(0XFF); 这一句，pBuffer是指针，而函数SPI1_ReadWri ...

不好意思，那个代码我粘贴错了，代码是这个：
[mw_shl_code=c,true]void SPI_DEV_Read(u8* pBuffer,u16 NumByteToRead)
{
      u16 i;
      SPI_DEV_CS=0;                         //使能器件

for(i=0;i<NumByteToRead;i++)
      {
      pBuffer =SPI1_ReadWriteByte(0XFF); //循环读数
}
      SPI_DEV_CS=1;                         //取消片选
} [/mw_shl_code]

Owen · 发表于 2017-4-20 17:56:46

jiangxinwang 发表于 2017-4-20 17:12
不好意思，那个代码我粘贴错了，代码是这个：
[mw_shl_code=c,true]void SPI_DEV_Read(u8* pBuffer,u1 ...

你的SPI初始化应该没什么问题，但是有两个地方不知道你核实过没：一是你的摄像头最大SPI时钟是多少，18M会不会超出；二是SPI时钟初始化为时钟悬空高、第二个时钟沿采集数据符不符合摄像头的要求

jiangxinwang · 发表于 2017-4-20 18:28:45

Owen 发表于 2017-4-20 17:56
你的SPI初始化应该没什么问题，但是有两个地方不知道你核实过没：一是你的摄像头最大SPI时钟是多少，18M ...

谢谢。
我查了一下，这个摄像头要求的是SPI Mode 3 (CPOL=1, CPHA=1);
最大支持20M的时钟。
所以按理说是符合要求的。
现在的情况是spi的MISO上没有数据信号。

正点原子 · 发表于 2017-4-20 19:20:24

帮顶

Owen · 发表于 2017-4-20 19:33:22

你那个图片里MISO不是有波形么

Owen · 发表于 2017-4-20 19:34:35

jiangxinwang 发表于 2017-4-20 18:28
谢谢。
我查了一下，这个摄像头要求的是SPI Mode 3 (CPOL=1, CPHA=1);
最大支持20M的时钟。

MISO不是有波形么

jiangxinwang · 发表于 2017-4-21 08:26:43

Owen 发表于 2017-4-20 19:34
MISO不是有波形么

那个波形不对啊，和上面的那个sck波形对比，在应该有数据的地方好像一直是高电平还带有毛刺。然后中间会莫名其妙的出现一段低电平，也不知道怎么出现的……

Owen · 发表于 2017-4-21 08:54:27

本帖最后由 Owen 于 2017-4-21 08:57 编辑

jiangxinwang 发表于 2017-4-21 08:26
那个波形不对啊，和上面的那个sck波形对比，在应该有数据的地方好像一直是高电平还带有毛刺。然后中间 ...

你先试试把输出设为0XAA，你输出0XFF的话一直是高电平，MOSI的输出看不出来

Owen · 发表于 2017-4-21 09:07:24

把示波器时间轴放大看看。。仔细看你这个SCK好像是乱的。。。。你配置系统时钟了么，RCC

jiangxinwang · 发表于 2017-4-21 09:49:21

Owen 发表于 2017-4-21 09:07
把示波器时间轴放大看看。。仔细看你这个SCK好像是乱的。。。。你配置系统时钟了么，RCC

谢谢！
我CS改成复用推挽输出，并把输出改成0xAA后抓了一组波形：
SCK：

MISO：

MOSI：

不知道这样的波形是不是正确的？
SPI在读取数据的时候，是一个个字节读取的，是不是sck时钟也是这样8个clock一组的的向外发送时钟？

RCC的设置我是参照例程里的写的：
[mw_shl_code=c,true] RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );[/mw_shl_code]
不知道对不对？

jiangxinwang · 发表于 2017-4-21 13:42:01

本帖最后由 jiangxinwang 于 2017-4-21 13:43 编辑

Owen 发表于 2017-4-21 11:57
CS配置的是软件设置，用之前的推挽输出可以的
SCK的波形上升沿下降沿都很乱，多半是时钟有问题。
你可 ...

谢谢指导

我看了一下头文件：
[mw_shl_code=c,true]#if !defined  HSE_VALUE
#ifdef STM32F10X_CL
  #define HSE_VALUE ((uint32_t)25000000) /*!< Value of the External oscillator in Hz */
#else
  #define HSE_VALUE ((uint32_t)8000000) /*!< Value of the External oscillator in Hz */
#endif /* STM32F10X_CL */
#endif /* HSE_VALUE */

/**
* @brief In the following line adjust the External High Speed oscillator (HSE) Startup
Timeout value
*/
#define HSE_STARTUP_TIMEOUT ((uint16_t)0x0500) /*!< Time out for HSE start up */

#define HSI_VALUE ((uint32_t)8000000) /*!< Value of the Internal oscillator in Hz*/[/mw_shl_code]

定义的是8M的晶振。

我用的是mini的开发板，默认应该是用的外部8M晶振吧？

Owen · 发表于 2017-4-21 14:02:15

晶振检查了么？你这个波形是用什么看的？按照这个波形图，SCK是有问题的，围绕着时钟查吧

jiangxinwang · 发表于 2017-4-21 14:56:03

Owen 发表于 2017-4-21 14:02
晶振检查了么？你这个波形是用什么看的？按照这个波形图，SCK是有问题的，围绕着时钟查吧

谢谢

请问是让我测量外部8M晶振是不是正确吗？还是说在软件上还要专门再配置一下？
这个mini板子，我刚才跑例程里面的spi读写flash的应用是好的，所以按理说外部晶振应该是没有问题的。
我外接的设备子板和器件连接在其他开发环境平台(树莓派)上跑了一下(linux系统)，也能正常工作，设备应该是没有问题的。
所以按理说两边硬件上是没有问题的，不知道是不是哪边软件上的配置上出了差错？

PS：

我是昨天才接触的stm32平台的开发环境，经验很少，前辈您这么耐心的指导我，我很感激

Owen · 发表于 2017-4-21 15:20:29

我也是新手。。刚好也在学SPI模块，所以就来论坛里和大家讨论一下。。。。。
你把工程发上来吧，我跑一下试试？应该没什么要保密的代码吧。。。。。

jiangxinwang · 发表于 2017-4-21 15:46:16

Owen 发表于 2017-4-21 15:20
我也是新手。。刚好也在学SPI模块，所以就来论坛里和大家讨论一下。。。。。
你把工程发上来吧，我跑一下 ...

谢谢，大家一起互相交流。
我这个代码是在摄像头例程的基础上，再参照spi的例程编写的，代码有点乱，请见谅

Owen · 发表于 2017-4-21 20:23:34

jiangxinwang 发表于 2017-4-21 15:46
谢谢，大家一起互相交流。
我这个代码是在摄像头例程的基础上，再参照spi的例程编写的，代 ...

我把你的其余代码都注释掉了之后单独初始化SPI程序运行，SPI的初始化没有问题，用示波器可以看到SCK和MOSI的值，所以读不到值问题不在SPI部分。
你要读的是什么东西的值，正常应该先写寄存器地址，然后写0XFF读值，你的程序里好像没有写地址这一步
SPI1 SCK的频率远远不够18MHz，你的RCC配置有问题。应该是系统默认的RCC配置，SYSCLK就没有达到72MHz，4分频也就不到18MHz