STM32F207 SPI从机偶发BSY标志挂起问题求助

SPI初始化配置 #

当前使用无硬件NSS的双线仅接收SPI从机模式，初始化代码如下：

hspi1.Instance = SPI1;
hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_SLAVE;
hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES_RXONLY;
hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;
hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;
hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;
hspi1.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;
hspi1.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;
hspi1.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;
hspi1.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;
HAL_SPI_Init(&hspi1);

中断服务实现 #

从机采用中断方式工作，中断服务逻辑简单，额外引出测试引脚用于在逻辑分析仪上观测中断活动：

void SPI1_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin (GPIOE, SPI_IRQ_Pin, GPIO_PIN_SET);
    shift_reg = (shift_reg << 8) | SPI1->DR;
    ++SPI_byte_cnt;
    HAL_GPIO_WritePin (GPIOE, SPI_IRQ_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}

选通信号处理与状态检查 #

未使用SPI硬件NSS信号，主机完成4字节传输后发送选通信号，从机通过EXTI回调中断响应此信号，同样配有测试引脚观测中断活动：

void vmShiftreg_Latch()
{
    HAL_GPIO_WritePin (GPIOE, STR_IRQ_Pin, GPIO_PIN_SET);
    if (Check_SPI (4)) {
        shift_latch = shift_reg;
    }
    shift_reg = 0;
    HAL_GPIO_WritePin (GPIOE, STR_IRQ_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}

中断服务中会检查SPI状态与传输字节数：

int Check_SPI (int bytes_needed)
{
    int byte_read = SPI_byte_cnt;
    SPI_byte_cnt = 0;
    
    if ((SPI1->SR & SPI_SR_OVR ) != 0) {
        shift_reg = SPI1->DR;
        shift_reg = SPI1->SR;
        ++ovr_error_cnt;
        return 0;
    }

    if ((SPI1->SR & SPI_SR_BSY) != 0) {
        HAL_GPIO_WritePin (GPIOE, BSY_ERR_Pin, GPIO_PIN_SET);
        ++bsy_error_cnt;
        Recover_SPI1();
        HAL_GPIO_WritePin (GPIOE, BSY_ERR_Pin, GPIO_PIN_RESET);
        return 0;
    }

    if (byte_read != bytes_needed) {
        ++shift_error_cnt;
        return 0;
    }

    return 1;
}

问题现象 #

目前遇到偶发BSY标志持续置位的问题，即便发送额外SPI时钟也无法清除该标志，出现概率无规律——有时在10万次正常传输后触发，有时仅500次传输后就出现。已多次用示波器检查SPI时钟与数据信号，信号干净无尖峰，但发送数百个额外时钟仍无法复位BSY信号。

临时恢复方案 #

目前唯一可行的恢复方法是强制SPI复位，参考代码如下（注：原代码针对SPI2，实际使用SPI1需对应修改）：

__HAL_RCC_SPI2_FORCE_RESET();
__HAL_RCC_SPI2_RELEASE_RESET();

若无法定位问题根源，可能只能在每次传输后执行SPI复位操作。

更新补充 #

【更新】此前用于生成额外SPI时钟的连接存在异常，现在发现需要发送额外8个时钟才能使BSY标志变低——意味着SPI内部启动了新的帧，但最后一帧传输时并没有输入额外时钟。

逻辑分析仪截图 #

• 正常传输截图：
• BSY标志挂起截图（更新后）：

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jokn