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基于STM32关闭SPI导致WRPERR错误经验分享

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STMCU小助手 发布时间:2023-8-13 14:06
01引言
2 B- X/ V* H) z2 m
在STM32的应用中,SPI算是用的比较多的外设了,也是单片机最常见外设之一。客户说它执行了关闭SPI的代码,竟然会导致Flash中的WRPERR标志置位,致使应用碰到一些问题。这就奇怪了,SPI和内部Flash看起来是风马牛不相及的事情,为什么会发生这种事呢?一起来看看吧。
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02问题
2.1 问题起源
* q; q# `; P( f, [
客户在使用STM32L072RBT6的时候,使用STM32 CubeL0库,在程序编写时,发现执行关闭SPI代码时,会导致Flash的写保护错误标志WRPERR置位,导致其后面准备写EEPROM的时候,就无法对EEPROM写入了。
9 {: y) m$ w  @+ m$ ?- R
客户使用两个标志flag1和flag2,来观察WRPERR标志的变化。代码如图1所示。

3 W, h6 U- i" T
微信图片_20230813140430.png
图1.用户测试代码
& v' j% H, h- i6 V
在执行这个代码时,前面flag1还等于0,执行到flag2那句,就变成flag2等于1了,同样地取了WRPERR标志位的值。所以客户就怀疑执行_HAL_SPI_DISABLE()会把Flash的WRPERR标志置1了。
$ [( f/ U6 P7 d) N6 W. A( _
因为在对EEPROM编程中,需要先调用位于stm32l0xx_hal_flash.c中的FLASH_WaitForLastOperation()函数,此函数中,将会对Flash所有错误标志进行检查,如果出现了错误,它则返回HAL_ERROR,导致后续对EEPROM的编程不会被执行。

$ x* l1 ^$ f3 @& C- H7 H
2.2 问题重现
) Q3 |# w3 I9 Y  q- R
使用NUCLEO-L053R8来验证客户的这个问题。在\STM32Cube_FW_L0_V1.10.0\Projects\STM32L052R8-Nucleo\Examples\SPI\SPI_FullDuplex_ComPolling例程中直接进行修改测试。

6 z8 N) f! D5 ~! z* d
首先,把客户的测试代码加到例程中SPI初始化之后的位置。如图2所示。

  g9 w& c; @8 A
微信图片_20230813140431_9.png
图2.测试代码1(位于SPI初始化之后)

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编译,并在线调试,发现并没有出现客户所描述的问题。如图3所示。

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微信图片_20230813140431_8.png
图3.测试代码1结果(位于SPI初始化之后)
2 p( }4 `1 g# H# p
可以看到,WRPERR的值并没有被置1,Flag1和Flag2的值也都是0。那么,为什么客户说他那边会有这个问题呢?

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再回头仔细看一下客户的测试代码,发现客户的测试代码中并没有对SPI进行初始化,其_HAL_SPI_DISABLE()代码是放在其他外设初始化之后的。

7 A5 Z3 Y: t/ c) {
好,那么再来修改一下测试代码,把客户这三句测试代码挪动到SPI初始化之前,如图4所示。
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图4.测试代码2(位于SPI初始化之前)

5 p/ p% \, d( A* U* N3 ?
编译,并在线调试,这时,会惊奇地发现客户所描述地问题来了。其结果如图5所示。

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微信图片_20230813140431_6.png
图5.测试代码2结果(位于SPI初始化之前)

) ~2 F: P8 y2 o- H8 `" l
可以看到,这时Flash的WRPERR标志位置1了,测试代码中,flag2的值也跟flag1不同了。
  c4 G. c8 y! _
再做一个实验,将此处的HAL库写法,改成直接操作寄存器,来试一下。测试代码变成是图6这样的。
* a" U( ^2 z, K( O
微信图片_20230813140431_5.png
图6.测试代码3(位于SPI初始化之前,直接操作寄存器)

& T& |2 C" T* `! k- J+ ?' P2 _+ J
编译,在线调试,这次又惊喜地发现,问题不见了。结果如图7所示。
/ R' G; e* ^2 _5 K+ s
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图7.测试代码3结果(位于SPI初始化之前,直接操作寄存器)
  `1 O+ F, o. O/ D+ Y8 t! u1 X3 Q
三种操作,为什么只有第二种方式有问题呢?而且为什么错的偏偏是Flash的写保护错误标志WRPERR呢?接下来可以分析一下它们的反汇编代码,看看到底是哪里出问题了。

( U8 Y8 i" _( w6 h3 l  `0 ]
2.3 反汇编分析
/ \) ^% r! `2 t1 l
对于三种情况,把反汇编拉出来看最清楚其操作过程了。

1 G$ w, s! q( t3 i) {/ j0 ]
先分析第一种情况——测试代码位于SPI初始化之后。其反汇编如图8所示。
1 r7 U1 }, S( m1 e+ Y' p, u
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图8.测试代码1的反汇编(位于SPI初始化之后)
8 T: I$ l( L: l; k& l+ F0 l
从之前的Watch窗口,知道flag1的地址为 0x2000000c,flag2的地址为0x2000000d。

( Y6 ]) a0 z! \' `0 F4 l
现在对三句C语言测试语句的反汇编语句进行解析,如下:
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1 T( j/ p+ b1 J( b
可以看到,这段汇编是一点问题都没有的。

# \3 G% C; K0 s# W# M* Y: o1 R% T' F
接下来,先分析第三种情况——也就是测试代码放在SPI初始化之前,但是使用直接操作寄存器的方式。其反汇编如图9所示。
, \. F5 @# p: `; D6 o6 i
微信图片_20230813140431.png
图9.测试代码3的反汇编(位于SPI初始化之前,直接操作寄存器)

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从之前的Watch窗口,知道flag1的地址为0x2000000c,flag2的地址为0x2000000d。

# G( y/ |2 |# J$ f$ M
现在对三句C语言测试语句的反汇编语句进行解析,如下:

$ W1 O% f  h0 E7 X$ \; L
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微信图片_20230813140432_10.png
可以看到,这段汇编也是一点问题都没有的。
; `6 V5 Y3 w/ G* v8 q9 [8 Z
最后,再来分析一下有问题的第二种情况,也就是测试代码放在SPI初始化之前,但是使用_HAL_SPI_DISABLE()关闭SPI的情况。其反汇编如图10所示。

6 q4 @  |5 F: z8 B: ~$ y
微信图片_20230813140432_9.png
图10.测试代码2的反汇编(位于SPI初始化之前)
, u5 U1 r+ ~* \3 B2 b' E
从之前的Watch窗口,知道flag1的地址为0x20000008,flag2的地址为0x20000009。
$ x2 v) {6 R+ |  x( i
现在对三句C语言测试语句的反汇编语句进行解析,如下:

; i$ N# g( n+ e
微信图片_20230813140432_8.png
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4 c* ^- m$ \% ]' ?& U7 z4 M
可以看到,问题出在哪了?问题就出在“STR R3,[R 2]”这个语句上,这个语句在0x00000000这个位置写值,而0x00000000此时映射的是Flash的地址0x08000000,也就是Stack Pointer的位置。如图11和图12所示。

2 O7 \6 N' S/ k1 _7 Y
微信图片_20230813140432_6.png
图11.0x00000000地址的数据
( M! Y! @2 m+ x. l% `! d
微信图片_20230813140432_5.png
图12.0x08000000地址的数据
  U7 F6 n6 g3 F* Z
首先,这个位置本来就不应该被修改。

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第二,因为没有对Flash程序存储器进行解锁,就往里边写值,就会造成写保护错误,导致WRPERR标志位置位。所以,可以明白为什么WRPERR会被置位了。

" W3 k' z' _, \5 K  e+ |' @: X6 G! A
可是关键的问题在哪儿呢?在执行“LDR  R2,[R0,#4]”这条语句时,R2本来应该是SPI2_CR1的地址,但是它竟然是0x00000000!如图13所示。
8 r, r+ e( Z, F2 p
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图13.0x2000000c地址的数据

! s3 v  B) ^* M+ N
从Watch窗口来看一下SpiHandle的情况。如图14所示。
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微信图片_20230813140432_3.png
图14.SpiHandle(未初始化)

/ x" x4 u+ J1 q. E/ ?
从图14可以看到,其实刚才的0x2000000c地址就是SpiHandle结构体的地址,也是SpiHandle.Instance的地址,而SpiHandle.Instance的值为0。SpiHandle.Ins tance.CR1的地址为0x0,导致显示它装载的值是Stack pointer的值0x20000468,这里本应该是SPI2_CR1的地址和SPI2_CR1的值。
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也就是因为这里的问题,才会导致了后面的WRPERR错误。

4 F. z7 Y* K! J! \! ^
2.4 代码分析

" O0 Z1 r+ E8 C
再回到代码这边来看一下,有问题的代码究竟是有什么情况。客户的代码主要就是一句关闭SPI的语句“_HAL_SPI_DISABLE(&SpiHandle);”。

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这个语句是怎么解析的?它再stm32l0xx_hal_spi.h中解析,如图15所示。
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图15._HAL_SPI_DISABLE函数

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看到这个函数时,看到了重要的字眼——“Instance”!就明白是什么问题了,因为这个SpiHandle.Instance还没有被初始化呢!这也说明了为什么在图14中,看到的SpiHandle.Instance的值为0x0,而SpiHandle.Instance. CR2的值为0x20000468。关键就在于这个SpiHandle. Instance还没有初始化。

0 H* \$ c' X, \9 B- o* m/ l
所以,把客户的测试代码放在SPI初始化代码之后没有问题,就是因为这个SpiHandle.Instance已经被初始化过了。所以,它不会有问题。

' J: D4 O. E+ f; w
033 R+ y6 J% A9 c/ T- }
问题解决
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本来客户的代码就没有必要这么写,因为SPI都没初始化,对它进行关闭并没有什么意义。
7 M' W- i+ Z$ Y3 q: D
如果非要在这里关闭SPI的话,那就要先对SpiHandle.Instance进行初始化才行。如图16所示。
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图16._HAL_SPI_DISABLE函数

  [6 P/ T; u9 }, l
加了“SpiHandle.Instance=SPIx;”初始化后,再跑这段代码,就不会出现客户所说的问题了。
, ]+ d- i# y0 |, Z% M$ l
现在再来看一下SpiHandle的情况。
, j$ ]2 F6 f. C; T. ~0 X
微信图片_20230813140432.png
图17.SpiHandle(SpiHandle.Instance已初始化)

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经过对SpiHandle.Instance的初始化,这里就可以看到SpiHandle.Instance的值为0x40003800了,为SPI2外设寄存器的基地址,而且可以看到SpiHandle.Instance. CR1的地址就是SPI2_CR1的地址0x40003800,值也是SPI2_CR1的值0x0了。

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04小结
4 M' w+ `5 N2 j! c. u) O+ l$ U
在用户代码中,SpiHandle只是定义了SPI_HandleTypeDef结构体,其各种参数并还没有进行实际初始化。在没有初始化的前提下,对其进行操作时不对的,也是危险的,应该在写代码的时候引起重视。

* {0 a, N9 k- K4 f/ a7 H
使用HAL库的时候,如果要对一个外设进行任何的操作,请务必记得它是被初始化过的。否则,出了问题可能都不一定知道。

. L1 a' B1 O8 B. n
转载自: STM32单片机
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收藏 评论0 发布时间:2023-8-13 14:06

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