4. 中断驱动SPI：中断使能与配置、中断服务函数编写、半双工通信示例

中断驱动，说白了就是让硬件主动通知你，而不是你一直轮询去问。我刚开始做SPI驱动时，总觉得轮询简单可靠，直到有一次项目要求CPU在SPI传输间隙还要处理传感器融合算法……嗯，轮询那套直接卡死。从那以后，我对中断驱动就特别上心了。

4.1 中断使能与配置——别漏了这一步

很多人写SPI中断驱动，上来就写中断服务函数，结果发现根本不进中断。为什么？因为中断使能没配全。SPI中断使能，至少需要配三个地方：

1. SPI控制器本身的中断使能寄存器——比如STM32上的SPI_CR2的TXEIE、RXNEIE位
2. NVIC（嵌套向量中断控制器）的使能——SPI对应的IRQ通道要打开
3. 全局中断使能——cpsie指令或者__enable_irq()

我在项目中遇到过，有人配了前两个，忘了开全局中断，调试了一整天……后来发现是这么低级的错误。

这里有个细节：SPI使能（SPE）最好放在最后。我曾经先开了SPE再配中断，结果SPI一使能就产生了一个虚假的RXNE中断，导致服务函数读到垃圾数据。你想想看，这种问题排查起来多头疼。

4.2 中断服务函数编写——短小精悍是王道

中断服务函数（ISR）的核心原则就一条：快进快出。不要在ISR里做复杂计算、打印、动态内存分配。我见过有人把printf直接写在ISR里，结果串口中断优先级比SPI低，直接死锁。

一个典型的SPI中断服务函数骨架：

void SPI1_IRQHandler(void)
{
    // 检查中断源
    if (SPI1->SR & SPI_SR_RXNE) {
        // 读DR寄存器自动清除RXNE标志
        uint8_t rx_data = SPI1->DR;
        // 存入接收缓冲区
        if (rx_index < RX_BUF_SIZE) {
            rx_buf[rx_index++] = rx_data;
        }
        // 如果接收完成，置标志位
        if (rx_index == expected_len) {
            transfer_done = 1;
        }
    }

    if (SPI1->SR & SPI_SR_TXE) {
        // 发送缓冲区还有数据就继续写
        if (tx_index < TX_BUF_SIZE) {
            SPI1->DR = tx_buf[tx_index++];
        } else {
            // 发送完毕，关闭TXE中断防止反复触发
            SPI1->CR2 &= ~SPI_CR2_TXEIE;
        }
    }

    // 错误处理
    if (SPI1->SR & (SPI_SR_OVR | SPI_SR_MODF | SPI_SR_CRCERR)) {
        // 读SR再读DR清除错误标志
        volatile uint32_t tmp = SPI1->DR;
        tmp = SPI1->SR;
        error_flag = 1;
    }
}

4.3 半双工通信示例——一条线搞定

SPI半双工模式，说白了就是同一根数据线，分时收发。这在引脚受限的场景下特别有用。比如我做过一个温湿度传感器驱动，MCU只有8个引脚可用，SPI用了3根线（SCK、MOSI、CS），省下的引脚刚好接个按键。

半双工模式下，SPI的数据线（MISO/MOSI）会合并成一根，叫SIMO（Slave In Master Out）或SOMI（Slave Out Master In）。配置时要注意：

配置项	全双工	半双工
数据线数量	2根（MOSI+MISO）	1根（SIMO/SOMI）
SPI_CR1的BIDIMODE	0	1
SPI_CR1的BIDIOE	无效	1=输出，0=输入
收发方向	同时收发	分时收发

下面是一个半双工中断驱动的读写示例：

// 半双工发送
void spi_halfduplex_tx(uint8_t *data, uint16_t len)
{
    // 配置为输出模式
    SPI1->CR1 |= SPI_CR1_BIDIOE;

    tx_buf = data;
    tx_len = len;
    tx_index = 0;
    transfer_done = 0;

    // 使能TXE中断
    SPI1->CR2 |= SPI_CR2_TXEIE;

    // 写入第一个数据触发传输
    SPI1->DR = tx_buf[tx_index++];
}

// 半双工接收
void spi_halfduplex_rx(uint8_t *buf, uint16_t len)
{
    // 配置为输入模式
    SPI1->CR1 &= ~SPI_CR1_BIDIOE;

    rx_buf = buf;
    rx_len = len;
    rx_index = 0;
    transfer_done = 0;

    // 使能RXNE中断
    SPI1->CR2 |= SPI_CR2_RXNEIE;

    // 发送空数据产生时钟
    SPI1->DR = 0xFF;
}

4.4 中断驱动的知识体系

我把中断驱动SPI的核心逻辑画了张图，方便你理解整体流程：

这张图展示了中断驱动的核心思想：主循环发起传输后，CPU可以去做其他事情；硬件在完成一个字节传输后触发中断，ISR负责数据搬运；传输完成后置标志，主循环再回来处理数据。说白了，就是让CPU从轮询的苦力活里解放出来。

4.5 避坑指南

• 中断优先级：SPI中断优先级不要设得太高，否则会饿死其他中断。我一般设成中等优先级，比定时器低，比外部中断高。
• 临界区保护：如果主循环和ISR共享缓冲区，记得在访问缓冲区前关中断或使用原子操作。我吃过这个亏——主循环在读缓冲区时，ISR刚好写进来，数据就错位了。
• 错误中断：别忘了使能错误中断（ERRIE）。SPI通信中过载（OVR）和模式错误（MODF）很常见，不处理的话，通信会莫名其妙卡死。
• 中断标志清除：读SPI_DR寄存器会自动清除RXNE标志，写SPI_DR会自动清除TXE标志。但错误标志需要手动清除——先读SR，再读DR。