STM32F7 SPI 从机通讯异常？BSY 位卡死导致 OVERRUN 错误深度解析

在工业通信、电机控制等项目中，STM32F7 作为 SPI 从机应用广泛，但不少开发者遇到过数据转发不全、SPI OVERRUN 溢出错误等棘手问题。这类问题偶发难复现，看似是 DMA 或时序问题，实则暗藏芯片硬件勘误陷阱。本文基于 ST 官方 LAT1583 文档，结合 STM32F750 实测案例，从现象、排查、根源到解决方案，全流程拆解 SPI 从机通讯异常的核心原因，帮你彻底避坑。

资料获取：经验分享 | LAT1583 一例SPI从机通讯异常的分析

1. 问题现象：数据丢包 + 偶发溢出

某项目使用 STM32F750 作为 SPI 从机，主机通过 GPIO 电平触发从机 EXTI 中断，启动 / 停止 DMA 接收不定长数据。实际运行中频繁出现两个问题：

1. 数据转发不全：主机下发的数据，从机转发时总是缺失部分字节；

SPI OVERRUN 错误：调试发现 SPI 状态寄存器频繁报溢出错误，数据直接丢失。

初步排查 DMA 配置、SPI 时序、中断优先级，均未发现异常，问题偶发且无规律，严重影响项目稳定性。

2. 初步排查：卡在 Abort 函数的 “1 秒死锁”

梳理代码逻辑：主机拉低 GPIO 触发下降沿中断，从机调用HAL_SPI_Receive_DMA启动接收；主机拉高 GPIO 触发上升沿中断，从机调用HAL_SPI_Abort终止传输。

理论上 DMA 高速搬移不会导致溢出，但实测发现：上升沿中断中调用HAL_SPI_Abort时，偶尔会卡 1 秒以上。这段时间内若主机再次下发数据，从机无法响应新的下降沿中断，直接导致新一帧数据全部丢失，最终触发 OVERRUN 溢出。

3. 深层根源：芯片硬件勘误 ——BSY 位异常

跟踪HAL_SPI_Abort底层代码，发现卡顿源于SPI_EndRxTxTransaction函数 —— 该函数会循环等待 SPIBSY（忙）位清零。而查阅 STM32F7 勘误手册 ES0290，明确了硬件设计缺陷：

STM32F4/F7 系列 SPI 从机模式下，传输结束后，BSY位可能因 CPU 时钟与 SPI 时钟异步，偶尔异常置高且无法自动清零。

这意味着，当 SPI 传输完成后，硬件BSY位 stuck 在高电平，HAL_SPI_Abort会无限轮询等待，造成 1 秒以上死锁。死锁期间 SPI 外设仍在接收主机数据，FIFO 满后直接触发 OVERRUN 溢出，数据彻底丢失。

4. 解决方案：固件升级 + 超时规避

针对 BSY 位硬件缺陷，ST 官方和实操验证提供两种解决方案，优先推荐固件升级。
方案一：升级 STM32Cube FW_F7 固件（根治）

ST 从V1.16.2 版本开始，已修复该硬件缺陷：

底层驱动新增超时机制：若BSY位超时（默认 1ms，可按 SPI 时钟调整）仍未清零，直接判定传输完成，避免死锁；
超时时间按 1 字节传输周期计算，适配不同 SPI 时钟频率。

实操步骤：

打开 STM32CubeMX，升级 F7 固件包至 V1.16.2 及以上；
重新生成代码，编译下载即可，无需修改业务逻辑。

方案二：手动添加超时（临时规避）

若无法升级固件，可修改HAL_SPI_Abort底层代码，增加超时判断：

// 新增超时计数器，按SPI时钟计算1字节传输时间
uint32_t timeout = 1000; // 1ms超时
while ((__HAL_SPI_GET_FLAG(hsp, SPI_FLAG_BSY)) && (timeout-- > 0));

注意：超时时间需匹配 SPI 时钟，过短会误判，过长仍可能卡顿。

本次 SPI 从机通讯异常，核心是STM32F7 硬件 BSY 位缺陷，而非代码或时序问题。这类偶发异常，优先查阅芯片勘误手册，往往能快速定位根源。

避坑核心建议

STM32F4/F7 系列 SPI 从机项目，务必升级固件至 V1.16.2+，根治 BSY 位死锁问题；
开发时避免依赖BSY位判断传输结束，优先用RXNE（接收就绪）中断或 DMA 完成中断；
涉及 SPI 从机高速通信时，提前查阅 ES0290 等勘误手册，规避硬件陷阱；
遇到偶发通讯异常，优先排查芯片硬件勘误，再排查代码时序。