两个STM32用SPI通信遇到的问题

Question

在使用两个STM32使用SPI协议通信时 主机设置时钟分频因子为2 从机设置分频因子也为2。从机可以正确收到主机发来的数据，但是主机收到从机的数据不是00就是FF。 而我把主机设置时钟分频因子为256 从机设置分频因子也为256。这样双方都可正确收发数据，我想问这是为什么呢。

主机SPI2设置

void SPI2_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    
    /* SPI的IO口和SPI外设打开时钟 */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(    RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE);
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;        //PB12推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    
    /* SPI的IO口设置 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //PB13/14/15复用推挽输出 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
    
    SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
    SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;        //设置SPI工作模式:设置为主SPI
    SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_16b;        //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
    SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;        //串行同步时钟的空闲状态为高电平
    SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;    //串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样
    SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;        //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制
    SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2;        //定义波特率预分频的值: 
    SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;    //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
    SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;    //CRC值计算的多项式
    SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器
    
    SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); //使能SPI外设
    
    
    SPI_I2S_ITConfig(SPI2,SPI_I2S_IT_RXNE,ENABLE);//开启相关中断
    //Usart1 NVIC 配置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = SPI2_IRQn;//SPI2中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;//抢占优先级0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =2;        //子优先级2
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;            //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);    //根据指定的参数初始化VIC寄存器、    
    
}
u16 t=0xDD; //中断接收数据
void SPI2_IRQHandler(void) 
{ 
            if(SPI_I2S_GetITStatus(SPI2,SPI_I2S_IT_RXNE) != RESET)
    {
        while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
        t = SPI_I2S_ReceiveData(SPI2);
        GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);//关闭片选
        USART_senddate(USART1,t) ;
    }
}

主机使用串口1发数据之后再用SPI发给从机

void USART1_IRQHandler(void)                    //串口1中断服务程序
{
    u16 r;
    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断
    {
        GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
        r =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);    //读取接收到的数据
        while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);//等待发送区空  
        SPI_I2S_SendData(SPI2,r); //通过外设SPIx发送一个byte  数据
    } 
}     

从机SPI设置，用中断接收主机的数据再把接收的数据发回主机。

void SPI2_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    
    /* SPI的IO口和SPI外设打开时钟 */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(    RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE);
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;        //PB12推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //下拉输入
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    
    /* SPI的IO口设置 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //PB13/14/15复用推挽输出 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
    SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Slave;        //设置SPI工作模式:设置为主SPI
    SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_16b;        //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
    SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;        //串行同步时钟的空闲状态为高电平
    SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;    //串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样
    SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Hard;        //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制
    SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2;        //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
    SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;    //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
    SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;    //CRC值计算的多项式
    SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器
    
    SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); //使能SPI外设
    
    SPI_I2S_ITConfig(SPI2,SPI_I2S_IT_RXNE,ENABLE);//开启相关中断
    //Usart1 NVIC 配置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = SPI2_IRQn;//SPI2中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3;        //子优先级2
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;            //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);    //根据指定的参数初始化VIC寄存器、    
    
}
u16 i;
void SPI2_IRQHandler(void) 
{ 
    //接收数据 
    if(SPI_I2S_GetITStatus(SPI2,SPI_I2S_IT_RXNE) != RESET)
    {
        while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET); //等待接收完一个byte
        i = SPI_I2S_ReceiveData(SPI2);
        while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
        SPI_I2S_SendData(SPI2,i);
        USART_senddate(USART1, i);    
    }

左边是主机，显示收到的数据，结果收到的全是FF， 右边是从机，显示的是从主机发过去的g

Answer 1

跟硬件的限制有点关系，理论上能达到18MHz，实际上当你设置成2分频的时候属于超频了，不太稳定，有可能会出现通讯异常或者丢数据的情况。这就好比stm32的usb接口，USB2.0全速理论上能达到12M，但实际上受限于硬件，连一半的速度都达不到。
可以用逻辑分析仪或者示波器观察一下通讯时的波形，可能存在变形失真的情况。
还有跟代码的处理也有关系，比如软件模拟SPI和硬件SPI会有差别，用HAL库和直接操作寄存器也有一个运行效率的差别，HAL库里面有些判断和处理也会对传输造成影响，虽然代码的执行速度很快，但是如果传输的数据量较大的时候，这个累计消耗的时间就长了。