关于SPI读取数据末位错误的应用笔记（LAT1269）

简介：
本应用笔记提供了解决通过SPI接口读取数据时出现末位错误问题的方法和技巧，适用于需要精确处理SPI通信的工程师。 在使用STM32F427ZGT6微控制器进行项目开发的过程中，客户遇到了一个棘手的问题：SPI接口与外部Flash之间的通信故障。正常室温下系统能够顺利读取数据；然而，在较高温度环境下（例如70°C），运行约5分钟后出现读写异常现象。具体表现为发送特定指令后通过软件获取的数据不正确。 #### 问题背景 客户在开发项目时使用了STM32F427ZGT6微控制器，该控制器的SPI接口用于与外部Flash进行通信。当系统工作温度达到70°C左右时，在运行大约5分钟后出现读写异常现象：发送指令0x5后，通过软件获取的数据为零，而硬件抓取的实际数据是1。 #### 问题描述 - 微控制器型号: STM32F427ZGT6 - SPI接口用途: 外部Flash通信 - 工作温度范围: 高温（例如70°C） - 异常现象：发送特定指令后读取的数据错误 #### 排查过程 ##### 3.1 初步怀疑 初步认为问题可能是由于外部Flash制造商的兼容性差异导致。然而，当更换不同厂家提供的Flash时，在相同高温条件下异常并未再现。 ##### 3.2 参数分析 进一步测试表明，寄存器读取错误不仅发生在编程和擦除操作中，也出现在只读指令0x03下（例如数据0x55、0xAA被误读为0x54、0xAB）。这提示我们可能需要考虑时钟至输出有效时间(tCLQV)的影响。 ##### 3.3 GPIO速率调整 通过提升GPIO的OSPEEDR值来解决异常现象。这意味着增加GPIO的速率能够改善数据采集，减少tCLQV以确保SPI通信在高温下的稳定性。 #### 原因进一步分析 深入了解客户系统初始化过程后发现： - **时钟配置**： - 外部晶振频率：25MHz - PLLN=360, PLLM=25, PLLP=2, PLLQ=8 - 系统主频:180MHz - APB2频率:90MHz - SPI波特率：2.8 MHz - **SPI引脚配置**： - GPIO_Initure.Speed设为Low #### 解决方案与建议 查阅STM32F42xx的错误修正手册后，我们发现类似问题及其解决方案。基于此，提出以下建议： 1. 提高GPIO速率：增加OSPEEDR值以减少tCLQV。 2. 优化APB配置：调整APB总线速度确保SPI接口频率适合外部Flash器件。 3. 测试不同配置: 对比不同的GPIO和APB设置确定最优方案。 #### 结论 通过理解关键参数如tCLQV，并进行相应的优化，解决了在高温环境下出现的SPI读取数据错误问题。这不仅提高了系统的可靠性，也为今后类似开发工作提供了宝贵的参考经验。