STM32 上实现 SPI 自发自收(Loopback)

一、硬件自发自收

1、接线方式(关键)

复制代码
STM32       短线
PA7  MOSI ──┐
             ├── 直接短接
PA6  MISO ──┘
PA5  SCK
PA4  NSS(软件管理)

注意:

  • 不要接外部 SPI 设备
  • 确保 GPIO 没有复用冲突
  • 上拉/下拉均可,不影响

二、CubeMX 配置(SPI1 示例)

参数 设置
Mode Full-Duplex Master
Hardware NSS Disable
Frame Format Motorola
Data Size 8 bits
CPOL Low
CPHA 1 Edge
Prescaler 8 / 16
First Bit MSB

三、SPI 自发自收代码(HAL )

1、SPI 句柄

c 复制代码
extern SPI_HandleTypeDef hspi1;

2、自发自收测试函数

c 复制代码
uint8_t SPI_Loopback_Test(void)
{
    uint8_t tx_data = 0x55;
    uint8_t rx_data = 0x00;

    HAL_SPI_TransmitReceive(
        &hspi1,
        &tx_data,
        &rx_data,
        1,
        HAL_MAX_DELAY
    );

    if (rx_data == tx_data)
        return 1;   // 成功
    else
        return 0;   // 失败
}

3、主函数测试

c 复制代码
int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_SPI1_Init();

    while (1)
    {
        if (SPI_Loopback_Test())
        {
            // 成功:点亮 LED
            HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_SET);
        }
        else
        {
            // 失败:熄灭 LED
            HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);
        }
        HAL_Delay(500);
    }
}

四、使用 SPI 内部 Loopback(仅部分 STM32)

支持型号

  • STM32F1 / F4 / L4 / G4 / H7(部分)

开启方式

c 复制代码
__HAL_SPI_ENABLE(&hspi1);
hspi1.Instance->CR1 |= SPI_CR1_LOOPBACK;

说明:

  • 不需要短接 MISO/MOSI
  • 仅用于 调试
  • 某些系列 没有该位(如 F0)

五、常见问题排查

现象 原因
收不到数据 MISO/MOSI 没短接
数据为 0xFF 没接片选 / 时钟异常
数据为 0x00 引脚复用冲突
偶尔错误 SPI 速率过高
一直失败 外部 SPI 设备干扰

排查口诀:

短接 MISO--MOSI → 降速 → 不用 NSS → 不用 DMA

参考代码 STM32 SPI自发自收 www.youwenfan.com/contentcst/182293.html

六、进阶用法

DMA 自发自收

c 复制代码
HAL_SPI_TransmitReceive_DMA(&hspi1, tx, rx, len);

16 位 SPI

c 复制代码
hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_16BIT;

SPI + 示波器验证

  • SCK:应有连续时钟
  • MOSI:应有 0x55 波形
  • MISO:应与 MOSI 完全一致
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