STM32 SPI NSS信号理解和DMA传输遇到的问题

最近做个项目，用到了SPI，遇到一些问题。   

SPI，四根线，MISO,MOSI,SCK,和NSS,这其中NSS用起来最容易踩坑。NSS是片选线，是用于选择从器件的引脚，可让SPI主器件与从器件进行单独通信，从而避免数据线上的竞争。

问题1：从机发送数据给主机

要知道，SPI主机发数据，从机去收。但是从机发数据，主机可以不理会。因为主机控制着SCK线，从机若想要发送数据，只能去通知主机来“读”。怎么通知？

从机若有数据要发送给主机，可以用一根 INT 线来通知，拉低这根线，主机检测到 INT线被拉低,就可以发送一个废字节，从而去交换从机要发送的有效数据。因为当主机往DR寄存器里面写数据时，就会自动开启SCK,在SCK的作用下，主从机的数据就会被交换。

问题2： 硬件，软件模式的选择

我们在配置SPI的时候，会配置NSS是由软件管理，还是硬件管理。看下图

可以看到，左边NSS是硬件的引脚，是实实在在的引脚，右边的引脚是内部的NSS

NSS相关的控制由CR1寄存器的 SSM、SSI 以及 CR2 寄存器的 SSOE 位来控制。

SSM用来配置是硬件模式还是软件模式。SSI用来确定在软件模式下内NSS输入的极性，SSOE用来决定是否允许内部NSS信号送出的NSS引脚上。

所谓硬件模式（SSM=0，二选一处0端有效），就是内部NSS的信号来自于外部NSS引脚，是确确实实的硬东西（引脚）送过来的。

所谓软件模式（SSM=1，二选一处1端有效），内部NSS信号来自于内部SSI标志位，用户可以利用软件设置SSI，来控制内NSS。

需要注意的是，这里的软件模式可能和你理解的软件模式不一样，这里的软件模式是指通过写SSI 位的方式去input 到内部的NSS。我认为这个软件模式的作用是当 STM32的 SPIx 外设作为从机的时候，通过上述的软件模式可以手动的去控制SPI 是否选通从而与主进行机通信（忽略掉主机给出的片选信号）。至于作为主机端的SPI  软件片选操作，下面有说明。

1:硬件模式

我最先是用硬件的模式去控制，首先，要配置相关的NSS引脚，这个不能像软件模式一样随便用一个引脚。之后按照上面的NSS框图去配置，将内部NSS引到硬件的NSS引脚。我用的是标准库的库函数版本，需要注意的是，标准库中SPI的结构体SPI_InitTypeDef 中，没有SSOE的配置，这个SSOE位是在SPI_CR2寄存器中，所以配置SPI成硬件模式，在标准库下，其他的库我不清楚，一定要加上这句话。

SPI1->CR2|=0X0004;        //打开SSOE位，允许内部NSS信号送出

这样，才能将内部的NSS引到硬件的NSS引脚上。做完这些之后，还会遇到一个问题，那就是在发送数据时，NSS引脚会正常的被拉低，但是无法正常拉高。这个是因为在硬件模式下，NSS只有在SPI失能时才会结束拉低。

所以，在每次发送数据之前要先使能SPI,发送完毕后要失能SPI,才能达到在发送数据期间，NSS线被正常的拉高拉低。

2:软件模式

后来由于某些原因，主机又使用了软件模式，软件模式下，你需要随便找一个引脚进行配置，然后在每次发送之前将其拉低，发送结束后将其拉高。

控制起来和我上面说的硬件模式差不多。但是硬件模式的速度是要快于软件模式的。软件模式的优势在于能够同时控制几个从机，通过不同的NSS来与不同的从机通信。

问题3：SPI收发通过DMA传输，会导致最后一个数据有误。

这个问题当时困扰了好久，后来用逻辑分析仪去抓波形，才发现了原因，因为在发送一帧数据的时候，最后一个字节时，片选出了问题。片选被提前拉高。

因为我是用DMA将数据传输到SPI的DR寄存器，在DMA将数据传输完成后，会去触发DMA传输完成中断，在中断中会去通知任务拉高NSS线（用的FreeRTOS）,问题就出在这个地方，因为这个DMA传输完成中断，只是DMA传输完所有的数据，也就是都将数据传给DR寄存器后才会触发。并不是SPI传输结束才会触发。举个例子，我一帧数据15个字节。按理说应该是在15个字节发送完毕后才会拉高NSS线。但是用DMA传输的话，DMA在把最后一个字节丢给DR寄存器后，就会立即触发DMA传输完成中断，从而去拉高NSS线。但是此时DR寄存器中还有一个字节的数据。在从机端，检测到NSS线被拉高，自然会以为已经结束。也就会丢掉最后一个字节。

解决办法很简单，就是在拉高之前，去判断下SPI是否忙，如下。

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_BSY) == SET){}//Wait for SPI not busy

GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);

这样，才是正常的，在数据传输完后拉高片选线。达到结束一帧传输的目的。