眾所周知，STM32是一款價效比比較高的ARM晶片，並且它擁有極為豐富的外設，方便實現大部分的功能。2014年，意法半導體公司推出HAL(Hardware Abstracted Library)和配套的STM32CubeMX，更是讓STM32的開發變得易如反掌，使得繁複的初始化程式碼僅需簡單配置即可完成，這是一次重大的變革。然而，HAL庫中的某些功能的確讓人摸不著頭腦，比如我們今天的主角SPI。

關於SPI

SPI是Motorola推出的一種通訊介面，它具有很多優點，這裡不贅述，但是在HAL中，使用這個模組對應的庫函式並非易事，那麼問題出在哪裡呢？

SPI傳送16位資料的問題

根據參考手冊，STM32的SPI擁有一個16位的資料暫存器，記為DR，但是我們看HAL庫的函式，以輪詢傳送為例

/**
  * @brief  Transmit an amount of data in blocking mode.
  * @param  hspi pointer to a SPI_HandleTypeDef structure that contains
  *               the configuration information for SPI module.
  * @param  pData pointer to data buffer
  * @param
 
  Size amount of data to be sent
  * @param  Timeout Timeout duration
  * @retval HAL status
  */
 HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Transmit(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

可以看到，傳入該函式的資料指標是八位的，但是在C語言中，指標的型別是不可以混用的，於是問題來了，如何充分利用這個16位的DR暫存器呢？

在解決這個問題之前，先看一小段C語言程式碼

#include "stdio.h"
#include "stdint.h"

uint16_t re(uint8_t* p)
{
    uint16_t i =  *(uint16_t*)p;
    return (i);
}

int main(void)
{
    uint16_t i = 0x1234;
    uint8_t* p = &i;

    printf_s("0x%x \r\n", re(p));

    return (0);
}

這段程式碼展示瞭如何處理不同型別的指標，如果將uint16_t的指標強行解釋為uint8_t，則新指標的資料為原指標的低八位，不過此時原有資料在記憶體中儲存沒有發生變化，因此我們仍可以用原有指標取出資料；同時，這種轉換在C語言中是不安全的行為，常常產生警告，然而這種轉換如果作為表示式引數傳入函式中，則是合法的，所以以上程式碼的輸出為0x1234。

理解了這一點後，就能很方便的理解SPI的函數了，在該函式原始碼中，關於16bit傳送的部分如下：

  /* Transmit data in 16 Bit mode */
  if(hspi->Init.DataSize == SPI_DATASIZE_16BIT)
  {
    if((hspi->Init.Mode == SPI_MODE_SLAVE) || (hspi->TxXferCount == 0x01))
    {
      hspi->Instance->DR = *((uint16_t *)pData);
      pData += sizeof(uint16_t);
      hspi->TxXferCount--;
    }
    /* Transmit data in 16 Bit mode */
    while (hspi->TxXferCount > 0U)
    {
      /* Wait until TXE flag is set to send data */
      if(__HAL_SPI_GET_FLAG(hspi, SPI_FLAG_TXE))
      {
          hspi->Instance->DR = *((uint16_t *)pData);
          pData += sizeof(uint16_t);
          hspi->TxXferCount--;
      }
      else
      {
        /* Timeout management */
        if((Timeout == 0U) || ((Timeout != HAL_MAX_DELAY) && ((HAL_GetTick()-tickstart) >=  Timeout)))
        {
          errorcode = HAL_TIMEOUT;
          goto error;
        }
      }
    }
  }

可以看到對DR暫存器賦值時，採用了型別轉換的方式，保證從記憶體中取出的資料為16位。
如果需要使用SPI傳送16位資料，可以按照下例：

int main(void)
{
    uint16_t arr[]={...};
    HAL_SPI_Transmit(&hspi1, (uint8_t* )arr, sizeof(arr), HAL_MAX_DELAY);
}

通過雙機通訊或者將資料寫入flash，可以看到資料是正確的，不過依然建議對Flash或者E2PROM，採取單位元組讀寫方式，安全可控。

全文完