1.前言

近日在研究如何提高LCD的刷新率，修改程序发现LCD屏幕用的是模拟通信，所以刷新特别慢，在设置硬件SPI，并使用通过HAL库HAL_SPI_Transmit()函数发送数据后刷新率并没有提升，为此疑惑了很久。

对此研究了整整一两天，网上找到可能的答案并在此记录一下，网上说可能是“HAL库的HAL_SPI_Transmit()函数其实并没有这么快，建议改一下寄存器的方法试一试”，也许是HAL库并不完善，之后我尝试该方法，发现刷新率瞬间提高了。

设备芯片用的是STM32F103C8T6，目的仅仅是通过SPI发送数据给LCD屏幕，而手册规定STM32的SPI时钟最快是18MHz。对于STM32F103的SPI1接口时钟，由72M的PCLK2分频得到，所以分配系数大于等于4（72M/4 = 18M）。对于STM32F103的SPI2/3接口时钟，由36M的PCLK1分频得到，所以分配系数等于2时候达到最高速率，可以更快，但可能不稳定。

由于实验只是LCD刷屏或者实时显示大字体文字刷新速率提高，没有CS片选信号，只需要两条线SCK和SDA。代码基于HAL库开发，只是在SPI配置上直接用寄存器写，小知识在正点原子的库函数和HAL库中写寄存器操作都是通用的，因为无论是标准库还是库函数都是实现对寄存器操作的封装。

2.SPI协议概括

　　SPI协议简单介绍一下。SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。

3.SPI相关代码

spi.h

SDA连接PB15 SCK连接PB13(端口选择要根据自己的原理图修改，寻找支持SPI的引脚)

#ifndef __SPI_H
#define __SPI_H#include "sys.h"/* SPI接口定义 */
#define SPI_INTERFACE                SPI2
#define SPI_PRESCALER                SPI_BAUDRATEPRESCALER_2
#define SPI_CLK_ENABLE()             do{ __HAL_RCC_SPI2_CLK_ENABLE(); }while(0)/* 引脚定义 */
#define SPI_SCK_GPIO_PORT            GPIOB
#define SPI_SCK_GPIO_PIN             GPIO_PIN_13
#define SPI_SCK_GPIO_CLK_ENABLE()    do{ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); }while(0)#define SPI_SDA_GPIO_PORT            GPIOB
#define SPI_SDA_GPIO_PIN             GPIO_PIN_15
#define SPI_SDA_GPIO_CLK_ENABLE()    do{ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); }while(0)/* 操作函数 */
void SPI2_Init(void);
void SPI2_SetSpeed(u8 SpeedSet);
u8  SPI2_WriteData(u8 *TxData, u16 size);  #endif

spi.c

该文件在SPI的GPIO设置初始化中运用了HAL库，其他设置用寄存器，特别是函数编写部分。


#include "spi.h"/*** @brief       SPI接口初始化* @param       无* @retval      无*/
void SPI2_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef SPI2_Init_Struct;/* 使能时钟 */SPI_CLK_ENABLE();SPI_SCK_GPIO_CLK_ENABLE();SPI_SDA_GPIO_CLK_ENABLE();/* 初始化SCK引脚 */SPI2_Init_Struct.Pin    = SPI_SCK_GPIO_PIN;SPI2_Init_Struct.Mode   = GPIO_MODE_AF_PP;SPI2_Init_Struct.Pull   = GPIO_PULLUP;SPI2_Init_Struct.Speed  = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(SPI_SCK_GPIO_PORT, &SPI2_Init_Struct);/* 初始化SDA引脚 */SPI2_Init_Struct.Pin    = SPI_SDA_GPIO_PIN;SPI2_Init_Struct.Mode   = GPIO_MODE_AF_PP;SPI2_Init_Struct.Pull   = GPIO_PULLUP;SPI2_Init_Struct.Speed  = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(SPI_SDA_GPIO_PORT, &SPI2_Init_Struct);RCC->APB1RSTR|=1<<14;   //复位SPI2RCC->APB1RSTR&=~(1<<14);//停止复位SPI2SPI2->CR1|=0<<10;//全双工模式  SPI2->CR1|=1<<9; //软件nss管理SPI2->CR1|=1<<8;  SPI2->CR1|=1<<2; //SPI主机SPI2->CR1|=0<<11;//8bit数据格式 SPI2->CR1|=1<<1; //空闲模式下SCK为1 CPOL=1SPI2->CR1|=1<<0; //数据采样从第二个时间边沿开始,CPHA=1  SPI2->CR1|=7<<3; //Fsck=Fcpu/256SPI2->CR1|=0<<7; //MSBfirst   SPI2->CR1|=1<<6; //SPI设备使能SPI2->I2SCFGR&=~(1<<11);//选择SPI模式SPI2_ReadWriteByte(0xff);//启动传输(主要作用：维持MOSI为高)     }void SPI2_SetSpeed(u8 SpeedSet)
{SpeedSet&=0X07;           //限制范围SPI2->CR1&=0XFFC7; SPI2->CR1|=SpeedSet<<3;  //设置SPI2速度  SPI2->CR1|=1<<6;      //SPI设备使能
} u8  SPI2_WriteData(u8 *TxData, u16 size)
{u16 i=0;for(i=0;i<size;i++){SPI2->DR=TxData[i];while((SPI2->SR&1<<1)==0);        //等待发送区空 }return 1;
}

接下来就是LCD部分代码，其实只要更改两个函数即可，因为其他写文字刷屏的函数都是基于这两个函数写数据的。

//写寄存器函数（命令）
void LCD_WR_REG(u8 cmd)
{   LCD_RS=0;//RS=0的时候写命令    SPI2_WriteData(&cmd,sizeof(cmd));
}//写LCD数据
void LCD_WR_DATA(u8 data)
{     LCD_RS=1;//RS=1的时候写数据       SPI2_WriteData(&data,siezof(data));
}

这些函数都是基于正点原子的历程修改的，硬件SPI加上后LCD刷屏速率应该会加快很多，其实可以更快就是加上DMA取数据。

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