4. SPI 协议实现：GD32V 主从模式、时钟相位与 DMA 传输

SPI 这个接口，说实话，在嵌入式系统里太常用了。从 SD 卡、Flash 到各种传感器，几乎天天跟它打交道。GD32V 的 SPI 模块功能挺全的，但配置起来有几个关键点，稍不注意就容易翻车。这一章，我就带你把这些坑都填上。

4.1 SPI 主从模式配置

GD32V 的 SPI 可以工作在主机模式，也可以工作在从机模式。区别其实很简单：谁提供时钟，谁就是主机。

模式	时钟源	片选控制	典型应用
主机模式	内部时钟（SCK 输出）	软件或硬件 NSS	读写 Flash、SD 卡
从机模式	外部时钟（SCK 输入）	外部 NSS 控制	与主控 MCU 通信

配置主机模式时，我习惯先把 GPIO 的复用功能开好。SCK、MOSI、MISO 这三根线，必须配到 SPI 对应的引脚上。GD32V 的引脚复用表挺长的，建议直接查数据手册的「Alternate function mapping」章节。

从机模式呢？我建议你把 NSS 引脚配成硬件片选模式。这样主机的片选信号一拉低，从机就自动准备接收数据了。省心。

4.2 时钟极性（CPOL）和相位（CPHA）设置

这个知识点，面试常考，项目里也常坑人。CPOL 决定时钟空闲时的电平，CPHA 决定数据在哪个边沿采样。

模式	CPOL	CPHA	采样边沿	空闲时钟
模式 0	0	0	上升沿	低电平
模式 1	0	1	下降沿	低电平
模式 2	1	0	上升沿	高电平
模式 3	1	1	下降沿	高电平

我曾经在一个项目里，用 GD32V 跟一个温湿度传感器通信。传感器手册上写的是「模式 0」，我心想这简单，直接配了 CPOL=0、CPHA=0。结果读出来的数据全是 0xFF。折腾了半天，用逻辑分析仪一看，才发现传感器实际用的是模式 3。嗯，手册有时候也会写错，或者你理解错了。所以我的建议是：先看波形，再写代码。

4.3 DMA 传输

SPI 做轮询传输，CPU 得一直等着。数据量一大，比如刷屏或者读写大容量 Flash，CPU 就被占死了。这时候就该 DMA 上场了。

GD32V 的 DMA 控制器有多个通道，每个通道可以绑定不同的外设请求。SPI 的发送和接收，分别对应 DMA 的请求线。

这里有个细节：SPI 的接收和发送是独立的 DMA 请求。如果你只做发送，可以不使能接收 DMA。但如果你要同时收发，就得配两个 DMA 通道。我一般会配一个通道专门发，一个通道专门收。

// SPI DMA 发送配置示例
dma_single_data_parameter_struct dma_init_struct;
dma_deinit(DMA0, DMA_CH0);
dma_init_struct.direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH;
dma_init_struct.memory_addr = (uint32_t)tx_buffer;
dma_init_struct.memory_inc = DMA_MEMORY_INCREASE_ENABLE;
dma_init_struct.periph_addr = (uint32_t)&SPI0->DATA;
dma_init_struct.periph_inc = DMA_PERIPH_INCREASE_DISABLE;
dma_init_struct.number = 256;
dma_single_data_mode_init(DMA0, DMA_CH0, &dma_init_struct);
dma_circulation_disable(DMA0, DMA_CH0);
dma_channel_enable(DMA0, DMA_CH0);

// 使能 SPI 的 DMA 发送
spi_dma_enable(SPI0, SPI_DMA_TRANSMIT);

DMA 传输完成后，会触发中断。你可以在中断里设置一个标志位，告诉主循环「数据发完了」。这样 CPU 就可以去干别的事，比如处理按键或者刷新显示。

4.4 知识结构图

下面这张图，把 SPI 配置的核心逻辑串起来了。从模式选择到时钟配置，再到 DMA 传输，每一步都有对应的寄存器操作。

4.5 调试与故障定位

SPI 出问题，最常见的现象就是数据对不上。我总结了几种典型场景：

• 全是 0xFF： 大概率是 MISO 没接好，或者从机没被片选。用万用表量一下 NSS 引脚电平。
• 数据错位： 时钟极性或相位不匹配。用逻辑分析仪抓 SCK 和 MOSI，看看数据是在上升沿还是下降沿变化的。
• DMA 传输卡死： 检查 DMA 通道是否被其他外设占用。GD32V 的 DMA 通道有优先级，高优先级的会抢占低优先级的。