【STM32CUBEMX】HAL 库的 Timeout=1 异常分析

探讨了在STM32CubeMX中使用Timeout参数时的常见误区,详细分析了为何设置Timeout为1会导致不可预期的问题,并解释了滴答时钟与HAL函数中超时判断的内在机制。

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背景

STM32CUBEMX 在生成的库函数,基本上都有输入参数 Timeout。
比如说:

HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Transmit(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Receive(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_TransmitReceive(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pTxData, uint8_t *pRxData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

这几天就吃了这个 Timeout 的哑巴亏。。。怎么说~
我把这个 Timeout 设成 1 了,1 这个值是万万使不得的一个值,咱们分析下。

分析 Timeout = 1 为什么不能用

我们以HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Transmit(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout),先来看看 Timeout 这个值是怎么用的。

在进入 函数后,咱们可以看到这个语句:tickstart = HAL_GetTick();
语句的作用:获取进入函数时的时间。

提取HAL_GetTick的源码:

__weak uint32_t HAL_GetTick(void)
{
  return uwTick;
}

接儿,找到 uwTick 赋值的位置。

__weak void HAL_IncTick(void)
{
  uwTick++;
}

最后定位HAL_IncTick函数应用位置。

void SysTick_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 0 */

  /* USER CODE END SysTick_IRQn 0 */
  HAL_IncTick();
  HAL_SYSTICK_IRQHandler();
  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */

  /* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */
}

咱们来屡下思路:
滴答时钟在每次中断时会更新 uwTick,以供各个HAL函数计算超时使用。

再回到HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Transmit(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)函数,看 tickstart 和 TImeout 是怎么用的。

        /* Timeout management */
        if((Timeout == 0U) || ((Timeout != HAL_MAX_DELAY) && ((HAL_GetTick()-tickstart) >=  Timeout)))
        {
          errorcode = HAL_TIMEOUT;
          goto error;
        }

当 HAL_GetTick() - tickstart) >= Timeout 时,就会认为是 Timeout。这么看着没有任何问题。

那咱们假定 SysTick_Handler 的中断周期是 1ms。看下图,当tickstart在红色点上赋值,若操作在 SysTick_Handler 中断前未完成,SysTick_Handler 中断先执行了 uTick++,那么 HAL_GetTick() - tickstart) >= 1 就为真了。也就意味着,实际上,咱们的 Timeout 并不为 1 个 SysTick_Handler 中断周期。尤其是当 tickstart 赋值越向右靠近,越容易出现 Timeout,因此在调用HAL 库时,必须使 Timeout 设置大于1!
在这里插入图片描述

<think>好的,我现在需要帮助用户找到关于STM32F103使用STM32CubeMXHAL进行SD卡操作的资料。首先,我得回忆一下STM32CubeMX的基本配置步骤。用户提到的引用是关于RTC时钟的,可能需要参考类似的配置流程,但SD卡涉及到不同的外设,比如SDIO或者SPI接口。 接下来,我需要确定STM32F103系列是否支持SD卡操作。记得STM32F103有的型号有SDIO接口,而有些可能需要通过SPI模式连接SD卡。用户的问题没有明确说明使用哪种接口,所以应该两种都考虑进去。 然后,配置STM32CubeMX的部分。首先创建工程,选择正确的MCU型号,比如STM32F103VET6。然后启用SDIO或SPI外设,具体取决于硬件连接。如果是SDIO,需要配置数据线宽度(4位模式),时钟分频,DMA设置等。如果是SPI,则需要配置MOSI、MISO、SCK引脚以及片选信号。 接下来是HAL函数使用。HAL_SD_Init()初始化SD卡,HAL_SD_ReadBlocks()和HAL_SD_WriteBlocks()进行读写操作。还要注意文件系统的集成,比如FatFs,用户可能需要格式化SD卡或者挂载文件系统。 然后考虑示例代码的结构。初始化部分、读写测试、可能的错误处理。需要确保代码中包含了必要的头文件,比如sdio.h或spi.h,以及fatfs.h如果使用文件系统。 用户可能需要教程链接或示例代码,但根据规则不能直接提供外部链接,所以应该描述关键步骤和代码片段,并建议在ST官网或社区查找相关资料。同时,提醒用户注意硬件连接的正确性,比如上拉电阻和供电问题。 最后,生成相关问题时要覆盖配置步骤、接口选择、常见问题处理和应用场景,这样用户能进一步深入每个方面。</think>以下是关于STM32F103使用STM32CubeMXHAL实现SD卡操作的详细说明: ### 1. STM32CubeMX基础配置 1. **工程创建** - 在STM32CubeMX中选择MCU型号:`STM32F103VET6` - 启用SDIO/SDMMC接口或SPI接口(根据硬件连接方式选择) 2. **SD卡接口选择** - **SDIO模式(推荐)**:配置4位数据宽度,设置时钟频率(≤24MHz) $$ SDIO\_CLK = \frac{HCLK}{CLKDIV + 2} $$ 需在`Clock Configuration`中确保SDIO时钟源正确分配[^1] - **SPI模式**:配置SPI引脚(MOSI/MISO/SCK/CS),选择SPI波特率≤18MHz 3. **DMA配置(可选)** 为SDIO/SPI添加DMA通道以提高传输效率,选择`Circular`模式 4. **FatFs文件系统集成** 在`Middleware`中勾选`FATFS`,选择`SD Card`作为物理驱动接口 ### 2. HAL关键函数 ```c // SD卡初始化 HAL_SD_Init(&hsd); // 读取块数据(SDIO模式) HAL_SD_ReadBlocks(&hsd, pData, ReadAddr, BlockSize, NumberOfBlocks); // 写入块数据(SPI模式) HAL_SPI_Transmit(&hspi, pData, Size, Timeout); // 文件系统挂载 f_mount(&SDFatFS, (TCHAR const*)SDPath, 1); ``` ### 3. 典型代码流程 ```c /* SD卡检测 */ if(HAL_SD_GetCardState(&hsd) == HAL_SD_CARD_TRANSFER) { /* 文件读写示例 */ FIL MyFile; UINT byteswritten; f_open(&MyFile, "test.txt", FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE); f_write(&MyFile, "Hello STM32", 11, &byteswritten); f_close(&MyFile); } ``` ### 4. 常见问题处理 - **SD卡检测失败**:检查硬件上拉电阻(CLK/DAT线需10kΩ上拉) - **FATFS挂载错误**:尝试重新格式化SD卡为FAT32格式 - **DMA传输中断**:确保`HAL_SD_IRQHandler()`在中断服务函数中被调用
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