XMEGA搭建SPI并读取LSM330的WHO_AM_I_A寄存器故障排查

我之前调试XMEGA和MEMS传感器SPI通信时，也碰到过一模一样的问题——读WHO_AM_I寄存器总是返回0xff，这基本就是整个通信链路没建立起来的信号，咱们一步步排查：

1. 先盯紧片选（CS）引脚 #

0xff很大概率是因为传感器根本没被选中。你得确认：

• CS引脚被配置成输出模式了吗？比如用PORTC的PC0做CS，要加PORTC.DIRSET = PIN0_bm;
• 读写寄存器的前后，有没有正确拉低/拉高CS？必须在发送命令前拉低，读完立刻拉高，比如：

  // 读寄存器前拉低CS
  PORTC.OUTCLR = PIN0_bm;
  // ...执行SPI读写操作...
  // 读完拉高CS
  PORTC.OUTSET = PIN0_bm;
  

• 硬件上CS引脚有没有虚焊？有没有接到LSM330的CS_A引脚？

2. 检查SPI模式是否匹配 #

LSM330默认用SPI模式0（CPOL=0，CPHA=0），如果XMEGA的SPI配置成了其他模式，传感器完全不会响应。你要确认SPI初始化代码里的模式设置：

// XMEGA SPI主设备初始化（模式0，分频到8MHz，适配LSM330的10MHz上限）
SPI.CTRL = SPI_ENABLE_bm | SPI_MASTER_bm | SPI_MODE_0_gc;
SPI.CTRL |= SPI_PRESCALER_DIV4_gc; // 32MHz系统时钟分频后是8MHz

要是模式错了，不管发什么命令，读回来的都是0xff。

3. 寄存器读命令格式是否正确 #

LSM330的SPI读命令要求把寄存器地址的最高位设为1（表示读操作），WHO_AM_I_A的地址是0x0F，所以读命令应该是0x0F | 0x80 = 0x8F。你要检查你的读寄存器函数是不是做了这个操作：

uint8_t lsm330_read_accel_reg(uint8_t reg) {
    uint8_t result;
    // 拉低CS
    PORTC.OUTCLR = PIN0_bm;
    // 发送读命令（地址+读位）
    SPI.DATA = reg | 0x80;
    while (!(SPI.STATUS & SPI_IF_bm)); // 等待发送完成
    // 发送空字节触发传感器返回数据
    SPI.DATA = 0x00;
    while (!(SPI.STATUS & SPI_IF_bm));
    result = SPI.DATA;
    // 拉高CS
    PORTC.OUTSET = PIN0_bm;
    return result;
}

如果没加| 0x80，传感器会认为是写操作，自然不会返回有效数据。

4. 系统时钟是否真的配置正确 #

你调用了set32MhzClock()，要确认这个函数真的把系统时钟跑在了32MHz上——SPI的时钟分频依赖系统时钟，如果时钟没正确初始化，SPI时序会完全混乱。可以用示波器测一下SCK引脚有没有输出稳定的时钟信号。

快速验证小技巧 #

先不用代码，手动用杜邦线把CS拉低，然后通过SPI发0x8F，再发一个空字节，看能不能收到0x40。如果硬件这么操作能收到，那就是代码里的CS或者时序配置有问题；如果硬件都收不到，那大概率是接线错了（比如MISO没接，或者SCK/MOSI接反）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Scott