STM32系列单片机SPI速度研究（flash读取写入速度提高,液晶显示屏刷新率提高）

前言

为了提高STM32单片机与外设在SPI总线上的速度，比如提高FLASH存储读取速度，或者外部液晶显示屏刷新率，特别对比了三种SPI方式的总线效率。

设备参数

项目	名称
单片机	STM32L151（32MHZ）
SPI外设	IPS彩屏240*135
示波器	是德科技DSOX2002A

测试内容

1.软件模拟SPI

1). 程序代码

void LCD_Writ_Bus(u8 dat) 
{	
	u8 i;
	LCD_CS_Clr();
	for(i=0;i<8;i++)
	{			  
		LCD_SCLK_Clr();
		if(dat&0x80)
		{
		   LCD_MOSI_Set();
		}
		else
		{
		   LCD_MOSI_Clr();
		}
		LCD_SCLK_Set();
		dat<<=1;
	}	
  LCD_CS_Set();	
}

2). 示波器波形采集

发送效率：17.4us/byte;

2.HAL库SPI函数

1). 程序代码

void LCD_Writ_Bus(u8 dat) 
{	
	LCD_CS_Clr();
    HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &dat, 1, 1); 
    LCD_CS_Set();	
}

2). 示波器波形采集

发送效率：8.82us/byte;

3.寄存器操作SPI

1). 程序代码

void LCD_Writ_Bus(u8 dat) 
{	
	LCD_CS_Clr();
    SPI1->DR = dat;
    while((SPI1->SR&1<<1)==0);
    LCD_CS_Set();	
}

2). 示波器波形采集

发送效率：1.5us/byte;

总结

速率表格：

方式	传输效率(字节/秒)	比特率bps
软件模拟SPI	57.5K	0.56M
HAL库SPI函数	113.4K	16M
寄存器操作SPI	666.7K	16M

虽然在硬件SPI下，通讯波特率都达到了16M，每个字节发送过程只需要0.5us时间，但使用HAL库函数时，字节间的时间浪费特别严重。
为了使SPI通讯效率达到最高，最好选择操作寄存器方式。