在 SPI 总线协议设计上，从机不会主动向主机发送数据。SPI 是一种 严格的主机驱动（Master-driven）通信协议，所有通信都必须由主机发起。常用的 STM32CubeMX SPI 主机 + 中断方案。流程分为三部分：

1️⃣ CubeMX 配置
2️⃣ 代码实现（HAL 中断模式）
3️⃣ 简单测试程序

以下以 SPI1 主机 + 全双工中断通信 为例。

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一、CubeMX 配置

1 选择 SPI

在 Pinout & Configuration

选择：

SPI1 → Mode → Full-Duplex Master

CubeMX 会自动分配

引脚	功能
SCK	SPI 时钟
MISO	主机接收
MOSI	主机发送
NSS	软件管理

建议：

NSS → Software

因为主机通常自己控制 CS。

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2 SPI 参数配置

进入

SPI1 → Parameter Settings

推荐配置：

参数	设置
Mode	Full Duplex Master
Data Size	8 Bits
First Bit	MSB
Clock Polarity	Low
Clock Phase	1 Edge
NSS	Software
Baudrate Prescaler	16 或 32
CRC	Disable

如果不确定 SPI 模式：

Mode0 (CPOL=0 CPHA=0)

最常见。

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3 使能 SPI 中断

进入：

NVIC Settings

勾选

SPI1 global interrupt

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4 生成代码

Project Manager → Generate Code

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二、SPI 中断代码结构

CubeMX 会生成

spi.c
stm32xx_it.c
main.c

HAL SPI 中断 API：

HAL_SPI_Transmit_IT()
HAL_SPI_Receive_IT()
HAL_SPI_TransmitReceive_IT()

通常使用

HAL_SPI_TransmitReceive_IT()

因为 SPI 是同步收发。

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三、示例代码

1 全局变量

在 main.c

uint8_t tx_buf[8] = {1,2,3,4,5,6,7,8};
uint8_t rx_buf[8];

volatile uint8_t spi_done = 0;

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2 发送函数

void spi_send_test()
{
    spi_done = 0;

    HAL_SPI_TransmitReceive_IT(
        &hspi1,
        tx_buf,
        rx_buf,
        sizeof(tx_buf)
    );
}

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3 完成回调

HAL 会自动调用

void HAL_SPI_TxRxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)
{
    if(hspi->Instance == SPI1)
    {
        spi_done = 1;
    }
}

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4 错误回调（建议加）

void HAL_SPI_ErrorCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)
{
    if(hspi->Instance == SPI1)
    {
        printf("SPI Error\n");
    }
}

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5 主循环测试

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();

    MX_GPIO_Init();
    MX_SPI1_Init();

    spi_send_test();

    while (1)
    {
        if(spi_done)
        {
            spi_done = 0;

            printf("SPI RX:");

            for(int i=0;i<8;i++)
                printf("%02X ", rx_buf[i]);

            printf("\n");

            HAL_Delay(1000);

            spi_send_test();
        }
    }
}

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四、中断函数（CubeMX 已生成）

在

stm32xx_it.c

会有：

void SPI1_IRQHandler(void)
{
    HAL_SPI_IRQHandler(&hspi1);
}

不用修改。

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五、CS 控制（重要）

SPI 主机一般自己控制 CS。

CubeMX：

不要用 NSS

自己用 GPIO。

例如：

#define SPI_CS_LOW()  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET)
#define SPI_CS_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET)

发送：

SPI_CS_LOW();

HAL_SPI_TransmitReceive_IT(&hspi1, tx_buf, rx_buf, 8);

完成回调：

SPI_CS_HIGH();

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六、完整 SPI 读取流程示例

SPI 是同步全双工通信，在读取的同时，也同时接收。

但是从机不可能在 SPI 读的同时就知道他要读哪个寄存器，从而在收到第一个字节的同时返回寄存器数据。

因此一般 SPI 主机先发送寄存器地址，但不进行读取，然后发送要一定长度的虚拟字节，再让从机返回寄存器数据。

例如读取 SPI Flash：

命令 0x03
地址 0x000010

时序：

MOSI : 03 00 00 10 FF FF FF
MISO : XX XX XX XX D1 D2 D3

代码通常写成：

uint8_t cmd[4]={0x03,0x00,0x00,0x10};
uint8_t data[3] = {0}

HAL_SPI_Transmit(&hspi1, cmd, 4, 100);
HAL_SPI_Receive(&hspi1, data, 3, 100);

或者：

uint8_t tx[7]={0x03,0x00,0x00,0x10,0xFF,0xFF,0xFF};
uint8_t rx[7]={0};

HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, tx, rx, 7, 100);