stm32 硬件SPI接收 数据的干扰、丢包的一些感想

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最近做一个项目，客户用4Mhz的SPI时钟给我们发数据，一开始还想着用软件模拟SPI接收，结果还是我too young too简单。

4Mhz虽然听起来速度不高，但是相当于一个电平持续时间是125ns，用stm32的库函数去读，根本就做不到，光是响应中断就需要十几个指令周期，几十纳秒就出去了，更不用说再读取电平状态去判断了。

所以不得不更改电路板，被迫接受使用硬件SPI的命运。因为以前知道stm32的硬件IIC有问题，所以能自己模拟的都自己模拟了，这就是单片机的劣势，已经做好的硬件功能自己不能更改，你也不知道它内部到底发生了什么，这时候还是感觉FPGA真香。

做好配置后，用FPGA发射了一个波形，stm32使用SPI3中断接收，正常接收没有问题。就此搁置。

过了一段时间，项目启动，客户要每隔200us给我们发一次数据（太可怕了，还好没有使用软件SPI，否则别的啥事也别干了），这时候问题显现出来：丢包。

下面进行问题排查，可能的因素有：

1. 是否是频率太高导致硬件SPI接收能力跟不上/li>
2. 是否SPI的LE使能信 和时钟信 之间间距太短导致stm32的spi来不及判断/li>
3. 信 传输过程中存在干扰/li>

针对第一种可能，尝试降低发送频率，无效果；尝试降低接收频率，无效果；

针对第二种可能，尝试把NSS和CLK起始信 拉长，测试，无效果；

到这时候想到了是不是中断响应过于频繁导致接收失败，于是用DMA接收SPI试了一下，配置没成功，所以放弃了。当然，放弃的原因是我想明白了，就算用DMA接收到数据，我也要立即响应，所以中断还是一直存在。

配置好程序之后，一实验，发现没有丢包！！！这充分证明了stm32的硬件SPI是没问题的，速度完全可以跟得上，尝试提升发送频率也没有问题。

那么就是第三种可能了

1. 客户板到我们板之间的连接是暂时用临时线焊接的，是否因线太乱导致时钟信 等扰动太大，读数失败/li>
2. 因结构紧张，和客户板连接的接插件到单片机IO口之间经过了多层转接，是否导致了信 扰动太大/li>
3. 画PCB的同事不够专业，出现了多个直角走线的情况，是否导致信 收到的干扰太大/li>

接下来用逻辑分析仪抓数据，先抓客户板到我们板连接线的根部，发现波形正常；再抓单片机IO口根部波形，也不知道是手抖还是啥，LE信 有抖动，其余的信 比较正常。具体的症结出在哪，到现在没有头绪，但是确定了肯定是板子的设计有问题。

这时候，客户提醒了，说在时钟的下降沿抓数据，因为下降沿往往是干净的，上升沿由于PCB或线路的原因，可能会出现抖动。

那么在程序里改成了时钟的下降沿捕获数据，果不其然，这次再也没有丢包的现象出现了~

总结：本次的现象说明，电路板的设计本身有问题，导致了上升沿的不稳定，那么既然电路板已经做完了，为了实现功能，只好是把在时钟的上升沿捕获数据改成下降沿捕获数据，这样才可以提升传输的可靠性。

那么回归到我曾经思考过的问题，stm32的硬件SPI到底设计上有没有问题呢案是确定的。用过硬件SPI的都知道，stm32的NSS端如果配置成硬件模式，那么整个通信是无法完成的，整个过程，NSS都会是低电平状态。通过查询相关资料，stm32的NSS应该在外部接一个上拉电阻，才能正常输出时序。这个设计比较恶心人，但是具体的我并没有试验所以能不能实现不敢妄下结论。各位可以试验一下。

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