STM32 XSPI 禁用自动校准时钟实战：GPIO 片选驱动双 QSPI LCD 解决方案

XSPI 默认会在数据传输前（片选高电平时）输出自动校准时钟，确保通信稳定性，但使用 GPIO 替代硬件片选驱动多 QSPI 设备时，该时钟会导致数据同步异常（如 LCD 点不亮）。核心解决方案：在最后一次写 XSPI_DCR2/CCR 寄存器与下一次传输之间，读写一次 XSPI_CALSOR 或 XSPI_CALSIR 寄存器，即可禁用自动校准时钟输出。

资料获取：开发经验 | LAT1548 如何让XSPI不输出自动校准时钟

1. 问题背景：校准时钟引发的多设备驱动异常

1.1 应用场景

客户使用 STM32 的 XSPI 外设驱动两个 QSPI LCD，通过普通 GPIO 软件控制片选（分时切换两个设备），而非 XSPI 硬件片选引脚。

1.2 异常现象

LCD 初始化时无法点亮，逻辑分析仪抓取到关键问题：

XSPI 在 GPIO 片选拉低（有效）前，会输出一串额外时钟（自动校准时钟）；
硬件片选场景下，片选高电平时的校准时钟不影响通信，但 GPIO 软件片选无法同步该时钟，导致 LCD 接收无效数据，启动失败。

2. 核心原理：XSPI 自动校准的触发与禁用规则

2.1 自动校准的作用

XSPI 的自动校准是默认行为，传输前通过输出校准时钟更新校准参数，补偿时序偏差，确保高速通信的可靠性。

2.2 禁用自动校准的关键条件

根据 STM32 参考手册，满足以下条件即可跳过自动校准（不输出校准时钟）：

在最后一次写 XSPI_DCR2（设备配置寄存器 2）或 XSPI_CCR（命令配置寄存器） 之后；
在下一次 XSPI 传输启动之前；
执行一次XSPI_CALSOR（校准输出寄存器）或 XSPI_CALSIR（校准输入寄存器）的读写操作。

2.3 核心逻辑

手动读写 CALSOR/CCSIR 寄存器后，XSPI 会认为已通过软件配置校准参数，无需再执行自动校准，从而避免额外时钟输出。

3. 实操方案：代码实现与验证

以 STM32H7S3 Nucleo 板为例，外扩 Quad PSRAM 验证方案有效性，核心是在 XSPI 传输前添加 CALSOR 寄存器操作，以下是完整实现代码。

3.1 关键代码修改（禁用校准时钟）

XSPI 写操作（禁用校准时钟）

uint8_t XSPI_RAM_Write(uint32_t addr, uint8_t *data, uint32_t size) {
  XSPI_RegularCmdTypeDef sCommand = {0};
  __IO uint32_t xspi_calsor;  // 存储校准寄存器值

  // 1. 配置XSPI命令（根据设备手册调整指令、地址模式等参数）
  sCommand.OperationType = HAL_XSPI_OPTYPE_COMMON_CFG;
  sCommand.IOSelect = HAL_XSPI_SELECT_IO_3_0;
  sCommand.Instruction = 0x38;  // QSPI写指令（需匹配设备）
  sCommand.InstructionMode = HAL_XSPI_INSTRUCTION_1_LINE;
  sCommand.InstructionWidth = HAL_XSPI_INSTRUCTION_8_BITS;
  sCommand.AddressMode = HAL_XSPI_ADDRESS_4_LINES;
  sCommand.AddressWidth = HAL_XSPI_ADDRESS_24_BITS;
  sCommand.Address = addr;
  sCommand.DataLength = size;
  sCommand.AlternateBytesMode = HAL_XSPI_ALT_BYTES_NONE;
  sCommand.DataMode = HAL_XSPI_DATA_4_LINES;
  sCommand.DummyCycles = 0;
  sCommand.DTRMode相关 = HAL_XSPI_DTR_DISABLE;  // 禁用DTR模式

  // 2. 发送XSPI命令（配置DCR2/CCR寄存器）
  if (HAL_XSPI_Command(&hxspi1, &sCommand, HAL_XSPI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK) {
    return false;
  }

  // 3. 关键操作：读写CALSOR寄存器，禁用自动校准
  xspi_calsor = hxspi1.Instance->CALSOR;  // 读CALSOR
  hxspi1.Instance->CALSOR = xspi_calsor;  // 写回原数值（无修改，仅触发禁用逻辑）

  // 4. 传输数据（此时无校准时钟输出）
  if (HAL_XSPI_Transmit(&hxspi1, data, HAL_XSPI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK) {
    return false;
  }
  return true;
}

XSPI 读操作（保留校准时钟，对比验证）

uint8_t XSPI_RAM_Read(uint32_t addr, uint8_t *data, uint32_t size) {
  XSPI_RegularCmdTypeDef sCommand = {0};

  // 配置XSPI读命令（指令0xEB为快速读指令，需匹配设备）
  sCommand.OperationType = HAL_XSPI_OPTYPE_COMMON_CFG;
  sCommand.IOSelect = HAL_XSPI_SELECT_IO_3_0;
  sCommand.Instruction = 0xEB;
  sCommand.InstructionMode = HAL_XSPI_INSTRUCTION_1_LINE;
  sCommand.InstructionWidth = HAL_XSPI_INSTRUCTION_8_BITS;
  sCommand.AddressMode = HAL_XSPI_ADDRESS_4_LINES;
  sCommand.AddressWidth = HAL_XSPI_ADDRESS_24_BITS;
  sCommand.Address = addr;
  sCommand.DataLength = size;
  sCommand.AlternateBytesMode = HAL_XSPI_ALT_BYTES_NONE;
  sCommand.DataMode = HAL_XSPI_DATA_4_LINES;
  sCommand.DummyCycles = 6;  // 读操作需配置虚拟周期

  // 发送命令+接收数据（未操作CALSOR，保留校准时钟）
  if (HAL_XSPI_Command(&hxspi1, &sCommand, HAL_XSPI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK) {
    return false;
  }
  if (HAL_XSPI_Receive(&hxspi1, data, HAL_XSPI_TIMEOUT_DEFAULT_VALUE) != HAL_OK) {
    return false;
  }
  return true;
}

3.2 验证结果

通过逻辑分析仪抓取波形，关键结论：

写操作（已禁用校准）：GPIO 片选拉低前，无额外校准时钟输出，数据传输正常；
读操作（未禁用校准）：片选拉低前，仍有校准时钟输出（符合预期）；
实际应用：将该写操作逻辑移植到双 QSPI LCD 驱动中，成功避免无效时钟，LCD 正常点亮。

4. 关键注意事项

校准参数保障：禁用自动校准前，需确保 XSPI 已完成有效校准（如初始化时执行一次读 ID、复位命令，触发自动校准获取初始参数）；
寄存器选择：CALSOR 和 CALSIR 均可，推荐使用 CALSOR（操作更简洁，无需额外配置）；
命令顺序：必须在 “最后一次写 DCR2/CCR”（即 HAL_XSPI_Command 之后）和 “传输启动”（HAL_XSPI_Transmit/Receive 之前）之间操作 CALSOR；
设备兼容性：该方案适用于所有支持 XSPI 的 STM32 系列（如 H7、U5、H5），需根据设备手册调整指令、地址宽度等参数。

XSPI 的自动校准时钟是默认的可靠性保障，但在 GPIO 软件片选、多设备分时驱动等场景下会成为障碍。通过 “传输前读写 CALSOR/CCSIR 寄存器” 的简单操作，即可禁用该时钟，且不影响通信稳定性。核心是利用 XSPI 的软件校准优先级高于自动校准的设计逻辑，兼顾灵活性与可靠性。