dsPIC33CK256MP506 SPI自定义字长仅传输前6位问题求助

问题背景 #

我正在将dsPIC33CK256MP506的SPI配置为从机模式的同步UART（仅发送）。由于SPI从最高位开始传输，我在8个数据位前添加1个起始位，之后添加1个停止位和1个空闲位，总长度为11位。

我将SPI3的SPI3CON2Lbits.WLENGTH设置为10（对应11位），硬件确实能在外部主时钟下移出11位，但仅SPI3BUFL中加载的前6位输出正确，其余5位始终为0。

空闲电平为低，因此起始位为1，停止位+空闲位为00。

初始化代码 #

SPI3CON1Lbits.SPIEN  =  0;  // Disable SPI
RPINR29bits.SCK3R    = 64; // RP64 - SCLK IN
RPOR22bits.RP76R     = 11; // RP76 - Dout

SPI3CON1Lbits.DISSDI  =  1; // Disable Data IN
SPI3CON1bits.MSTEN    =  0; // Set SPI to Slave mode
SPI3CON1Lbits.CKP     =  0; // CKP is the same as CPOL
SPI3CON1Lbits.CKE     =  1; // CKE is the inverse of CPHA
SPI3CON1Lbits.SMP     =  0; // 0 when in slave mode
SPI3CON1Lbits.MODE    =  0; // Shall be zero if WLENGTH > 0
SPI3CON2Lbits.WLENGTH = 10; // 1 start + 8 data + 1 stop + 1 Idle bit.

(void volatile)SPI3BUFL; // Clear buffer
(void volatile)SPI3BUFH; // Clear buffer

SPI3IMSKLbits.SPITBEN = 1; // Enable TX Buffer Empty
IFS3bits.SPI3TXIF     = 0; // Clear Tx interrupt flag
IEC3bits.SPI3TXIE     = 1; // Enable TX interrupts
IEC8bits.SPI3IE       = 1; // Enable SPI3 interrupts
SPI3CON1Lbits.SPIEN   = 1; // Enable SPI

中断服务程序（ISR） #

void __attribute__((interrupt, auto_psv)) _SPI3TXInterrupt(void) {    

    if(SPI3STATLbits.SPITBE == 1) { // Check if TX buffer is empty
        SPI3BUFL = (uint16_t)0b11111111100;
    }

    IFS3bits.SPI3TXIF = 0;
}

测试现象 #

测试时设置1个起始位、8个全1数据位、1个停止位和1个空闲位，预期输出为11111111100，但示波器显示实际输出为11111100000。仅能修改前6位的值，后5位始终为0。

故障原因分析 #

问题核心在于多比特SPI传输模式下的缓冲区位对齐逻辑：

1. SPI缓冲区的位映射规则
   当WLENGTH > 0（非8位传输模式）时，dsPIC33CK的SPI模块会将SPI3BUFH（高8位）和SPI3BUFL（低8位）组合成16位缓冲区，并且从缓冲区的最高有效位（MSB）开始依次移出数据。

你当前的操作存在两个关键错误：

• SPI3BUFL是8位寄存器，写入16位值0b11111111100时会自动截断为低8位0b11111100，高3位0b111直接丢失；
• SPI3BUFH未被赋值，保持初始的全0状态。

最终16位缓冲区的内容为0b0000000011111100，当WLENGTH=10（11位传输）时，硬件会从缓冲区的最高位开始取11位，即0b00000000111。由于SPI是MSB优先传输，实际输出的位序列为0、0、0、0、0、0、0、0、1、1、1，若示波器以LSB在前的方式显示，就会呈现为11111100000，与你观察到的现象完全一致。

2. WLENGTH配置验证
   WLENGTH的取值规则为：传输位数 = WLENGTH + 1，因此设置为10对应11位传输是正确的，这部分无问题。

解决方法 #

需要将11位目标数据加载到16位SPI缓冲区的高11位，可以通过以下两种方式实现：

方法1：直接操作16位SPIBUF寄存器 #

void __attribute__((interrupt, auto_psv)) _SPI3TXInterrupt(void) {    
    if(SPI3STATLbits.SPITBE == 1) { // Check if TX buffer is empty
        // 将11位目标数据左移5位，放到16位缓冲区的高11位
        uint16_t tx_data = 0b11111111100 << 5;
        SPI3BUF = tx_data; // 自动分配到SPI3BUFH和SPI3BUFL
    }

    IFS3bits.SPI3TXIF = 0;
}

方法2：手动拆分到高低8位寄存器 #

void __attribute__((interrupt, auto_psv)) _SPI3TXInterrupt(void) {    
    if(SPI3STATLbits.SPITBE == 1) { // Check if TX buffer is empty
        uint16_t tx_data = 0b11111111100 << 5;
        SPI3BUFH = (tx_data >> 8) & 0xFF; // 写入高8位
        SPI3BUFL = tx_data & 0xFF;        // 写入低8位
    }

    IFS3bits.SPI3TXIF = 0;
}

额外注意事项 #

• 初始化时清除缓冲区的操作是正确的，也可以直接写入0来确保初始状态干净；
• 从机模式下SMP=0、MODE=0的配置符合手册要求，无需修改。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Max Kielland