看了網上的很多的SPI+DMA的代碼，感覺都有一些缺陷，就是基本都是需要有手動等待DMA完成的這個操作，我感覺這種等待操作在很大程度上浪費了時間，那么我加入的“隊列”就是一種將等待時間利用起來的方法。
原本的SPI+DMA的操作邏輯如下圖，是比較簡單的
下面是我加入隊列邏輯的過程圖，會變得比較龐大，占用的內容資源也多會比較多，需要斟酌使用
加入隊列前的基本流程是控制"DC電平->寫入數據->等待DMA傳輸完成->DC電平->寫入數據->等待DMA傳輸完成"這種操作是很浪費時間資源的，那么加入隊列之后的操作是"寫入數據->寫入數據->寫入數據"大部分時間都在寫入隊列與中斷中，其它部分都是DMA自己在傳輸數據，不需要一直等待
我會在最后放一個完整的代碼（我使用的是ST7789，其中的執行代碼是適配LVGL的）包括我自己使用芯片的驅動，有需要的可以直接拿走，基本上只需要修改一點點就可以用了。
首先是隊列的創建，我這里只是簡單寫了一下，這個隊列創建很占內存，內存分配也不是很靈活，其中忙標志也沒有鎖，小概率會出事，的如果有大佬的話可以修改一下，使其更完善一點
#define SPI_BUFFER_SIZE 4096
#define SPI_QUEUE_SIZE 8//數據結構體
typedef struct {uint8_t data[SPI_BUFFER_SIZE];uint16_t data_size;bool is_data; // 0:命令, 1:數據 用于控制DC
} spi_transaction_t;// 全局傳輸隊列
spi_transaction_t tx_queue[SPI_QUEUE_SIZE];//隊列索引
volatile uint16_t tx_read_index = 0;
volatile uint16_t tx_write_index = 0;
volatile uint16_t tx_count = 0;
//DMA忙標志
volatile uint8_t dma_busy = 0;之后是隊列數據的輸入，需要輸入數據地址，數據大小還有DC電平翻轉方向（0命令/1數據)，如果是ESP32的話好像可以實現DC的自動翻轉，會方便很多，這里實現不了，就只能在DMA之前先把DC翻轉給提前完成? ??if (tx->is_data)。還要注意隊列的索引變化
/******************************************************************************函數說明：添加SPI傳輸任務到隊列
******************************************************************************/
static void LCD_Add_To_Queue(uint8_t *data, uint16_t size, uint8_t is_data)
{// 等待隊列有空位（非阻塞式可添加超時機制）while (tx_count >= SPI_QUEUE_SIZE) {// 可在此處添加少量延遲或任務調度}// 復制數據到隊列uint8_t index = tx_write_index;memcpy(tx_queue[index].data, data, size);tx_queue[index].data_size = size;tx_queue[index].is_data = is_data;// 更新隊列索引tx_write_index = (tx_write_index + 1) % SPI_QUEUE_SIZE;tx_count++;// 如果DMA空閑，立即啟動傳輸if (!dma_busy) {LCD_Start_Next_Transaction();}
}/******************************************************************************函數說明：啟動下一個DMA傳輸任務
******************************************************************************/
static void LCD_Start_Next_Transaction(void)
{if (tx_count == 0){ //lv_disp_t *disp = lv_disp_get_default();//if (disp != NULL) {// lv_disp_flush_ready(disp->driver); //}這個是為了適配LVGL加的return;}else if(dma_busy){return;}uint8_t index = tx_read_index;spi_transaction_t *tx = &tx_queue[index];// 設置DC引腳if (tx->is_data) {OLED_DC_Set(); // 數據模式} else {OLED_DC_Clr(); // 命令模式}OLED_CS_Clr();dma_busy = 1;HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi1, tx->data, tx->data_size);
}然后最后一個是DMA傳輸完成的回調，進入回調后需要尋找隊列中是否還有數據，如果還有數據，就把數據傳給DMA
/******************************************************************************函數說明：DMA傳輸完成回調
******************************************************************************/
void HAL_SPI_TxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)
{if (hspi == &hspi1) {OLED_CS_Set(); // 傳輸完成，拉高CSdma_busy = 0;// 更新隊列tx_read_index = (tx_read_index + 1) % SPI_QUEUE_SIZE;tx_count--;// 立即啟動下一個傳輸if (tx_count == 0){ //lv_disp_t *disp = lv_disp_get_default();//if (disp != NULL) {// lv_disp_flush_ready(disp->driver);//}這個是為了適配LVGL}else if (tx_count > 0) {LCD_Start_Next_Transaction();}}
}最后是完整版本的代碼
#include "oled.h"
#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
//#include "lvgl.h"
#include "stm32f4xx_hal.h"
// 在oled.h中定義#define SPI_BUFFER_SIZE 4096#define SPI_QUEUE_SIZE 8
typedef struct {uint8_t data[SPI_BUFFER_SIZE];uint16_t data_size;bool is_data; // 0:命令, 1:數據
} spi_transaction_t;// 全局傳輸隊列
spi_transaction_t tx_queue[SPI_QUEUE_SIZE];//隊列索引
volatile uint16_t tx_read_index = 0;
volatile uint16_t tx_write_index = 0;
volatile uint16_t tx_count = 0;
//DMA忙標志
volatile uint8_t dma_busy = 0;// 外部 SPI 句柄
extern SPI_HandleTypeDef hspi1;/******************************************************************************函數說明：啟動下一個DMA傳輸任務
******************************************************************************/
static void LCD_Start_Next_Transaction(void)
{if (tx_count == 0){ //lv_disp_t *disp = lv_disp_get_default();//if (disp != NULL) {// lv_disp_flush_ready(disp->driver); // 正確！//}return;}else if(dma_busy){return;}uint8_t index = tx_read_index;spi_transaction_t *tx = &tx_queue[index];// 設置DC引腳if (tx->is_data) {OLED_DC_Set(); // 數據模式} else {OLED_DC_Clr(); // 命令模式}OLED_CS_Clr();dma_busy = 1;HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi1, tx->data, tx->data_size);
}/******************************************************************************函數說明：添加SPI傳輸任務到隊列
******************************************************************************/
static void LCD_Add_To_Queue(uint8_t *data, uint16_t size, uint8_t is_data)
{// 等待隊列有空位（非阻塞式可添加超時機制）while (tx_count >= SPI_QUEUE_SIZE) {// 可在此處添加少量延遲或任務調度}// 復制數據到隊列uint8_t index = tx_write_index;memcpy(tx_queue[index].data, data, size);tx_queue[index].data_size = size;tx_queue[index].is_data = is_data;// 更新隊列索引tx_write_index = (tx_write_index + 1) % SPI_QUEUE_SIZE;tx_count++;// 如果DMA空閑，立即啟動傳輸if (!dma_busy) {LCD_Start_Next_Transaction();}
}/******************************************************************************函數說明：DMA傳輸完成回調
******************************************************************************/
void HAL_SPI_TxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)
{if (hspi == &hspi1) {OLED_CS_Set(); // 傳輸完成，拉高CSdma_busy = 0;// 更新隊列tx_read_index = (tx_read_index + 1) % SPI_QUEUE_SIZE;tx_count--;// 立即啟動下一個傳輸if (tx_count == 0){ //lv_disp_t *disp = lv_disp_get_default();//if (disp != NULL) {// lv_disp_flush_ready(disp->driver);//}}else if (tx_count > 0) {LCD_Start_Next_Transaction();}}
}/******************************************************************************函數說明：DMA傳輸錯誤回調
******************************************************************************/
void HAL_SPI_ErrorCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)
{if (hspi == &hspi1) {//OLED_CS_Set(); // 錯誤時也要拉高CSdma_busy = 0;// 可添加錯誤處理邏輯}
}/******************************************************************************函數說明：LCD寫命令
******************************************************************************/
void LCD_WR_REG(u8 dat)
{LCD_Add_To_Queue(&dat, 1, 0); // 0表示命令
}/******************************************************************************函數說明：LCD寫8位數據
******************************************************************************/
void LCD_WR_DATA8(u8 dat)
{LCD_Add_To_Queue(&dat, 1, 1); // 1表示數據
}/******************************************************************************函數說明：LCD寫16位數據
******************************************************************************/
void LCD_WR_DATA(u16 dat)
{uint8_t temp[2] = {dat >> 8, dat & 0xFF};LCD_Add_To_Queue(temp, 2, 1); // 1表示數據
}/******************************************************************************函數說明：批量寫入數據（優化性能）
******************************************************************************/
void LCD_Write_Bulk(uint8_t *data, uint16_t size)
{LCD_Add_To_Queue(data, size, 1);
}/******************************************************************************函數說明：設置顯示區域起始坐標和結束坐標參數說明：x1,x2 起始和結束的列地址y1,y2 起始和結束的行地址返回值： 無
******************************************************************************/
void LCD_Address_Set(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2)
{if (USE_HORIZONTAL == 0){LCD_WR_REG(0x2A); // Column Address SetLCD_WR_DATA(x1);LCD_WR_DATA(x2);LCD_WR_REG(0x2B); // Page Address SetLCD_WR_DATA(y1);LCD_WR_DATA(y2);LCD_WR_REG(0x2C); // Memory Write}else if (USE_HORIZONTAL == 1){LCD_WR_REG(0x2A);LCD_WR_DATA(y1); // 注意：x 和 y 互換LCD_WR_DATA(y2);LCD_WR_REG(0x2B);LCD_WR_DATA(239 - x2); // 坐標翻轉LCD_WR_DATA(239 - x1);LCD_WR_REG(0x2C);}else if (USE_HORIZONTAL == 2){LCD_WR_REG(0x2A);LCD_WR_DATA(239 - x2);LCD_WR_DATA(239 - x1);LCD_WR_REG(0x2B);LCD_WR_DATA(319 - y2);LCD_WR_DATA(319 - y1);LCD_WR_REG(0x2C);}else if (USE_HORIZONTAL == 3){LCD_WR_REG(0x2A);LCD_WR_DATA(319 - y2);LCD_WR_DATA(319 - y1);LCD_WR_REG(0x2B);LCD_WR_DATA(x1);LCD_WR_DATA(x2);LCD_WR_REG(0x2C);}
}/******************************************************************************函數說明：LCD初始化參數說明：無返回值： 無
******************************************************************************/
void Lcd_Init(void)
{OLED_RES_Clr();HAL_Delay(200);OLED_RES_Set();HAL_Delay(100);//************* Start Initial Sequence **********//LCD_WR_REG(0x36);if (USE_HORIZONTAL == 0) LCD_WR_DATA8(0x00);else if (USE_HORIZONTAL == 1) LCD_WR_DATA8(0xC0);else if (USE_HORIZONTAL == 2) LCD_WR_DATA8(0x70);else LCD_WR_DATA8(0xA0);LCD_WR_REG(0x3A);LCD_WR_DATA8(0x05);LCD_WR_REG(0xB2);LCD_WR_DATA8(0x0C);LCD_WR_DATA8(0x0C);LCD_WR_DATA8(0x00);LCD_WR_DATA8(0x33);LCD_WR_DATA8(0x33);LCD_WR_REG(0xB7);LCD_WR_DATA8(0x35);LCD_WR_REG(0xBB);LCD_WR_DATA8(0x19);LCD_WR_REG(0xC0);LCD_WR_DATA8(0x2C);LCD_WR_REG(0xC2);LCD_WR_DATA8(0x01);LCD_WR_REG(0xC3);LCD_WR_DATA8(0x12);LCD_WR_REG(0xC4);LCD_WR_DATA8(0x20);LCD_WR_REG(0xC6);LCD_WR_DATA8(0x0F);LCD_WR_REG(0xD0);LCD_WR_DATA8(0xA4);LCD_WR_DATA8(0xA1);LCD_WR_REG(0xE0);LCD_WR_DATA8(0xD0);LCD_WR_DATA8(0x04);LCD_WR_DATA8(0x0D);LCD_WR_DATA8(0x11);LCD_WR_DATA8(0x13);LCD_WR_DATA8(0x2B);LCD_WR_DATA8(0x3F);LCD_WR_DATA8(0x54);LCD_WR_DATA8(0x4C);LCD_WR_DATA8(0x18);LCD_WR_DATA8(0x0D);LCD_WR_DATA8(0x0B);LCD_WR_DATA8(0x1F);LCD_WR_DATA8(0x23);LCD_WR_REG(0xE1);LCD_WR_DATA8(0xD0);LCD_WR_DATA8(0x04);LCD_WR_DATA8(0x0C);LCD_WR_DATA8(0x11);LCD_WR_DATA8(0x13);LCD_WR_DATA8(0x2C);LCD_WR_DATA8(0x3F);LCD_WR_DATA8(0x44);LCD_WR_DATA8(0x51);LCD_WR_DATA8(0x2F);LCD_WR_DATA8(0x1F);LCD_WR_DATA8(0x1F);LCD_WR_DATA8(0x20);LCD_WR_DATA8(0x23);LCD_WR_REG(0x21); // 逆顯示LCD_WR_REG(0x11); // Sleep OutHAL_Delay(120);LCD_WR_REG(0x29); // Display On
}/******************************************************************************函數說明：填充指定區域參數說明：xsta,ysta 起始坐標xend,yend 結束坐標返回值： 無
******************************************************************************/
void LCD_Fill(u16 xsta, u16 ysta, u16 xend, u16 yend, u16 *color) {LCD_Address_Set(xsta, ysta, xend, yend);uint32_t total_pixels = (xend - xsta + 1) * (yend - ysta + 1);uint8_t *color_byte = (uint8_t*)color; // 轉換為字節指針uint32_t transferred_pixels = 0;while (transferred_pixels < total_pixels) {// 每次傳輸最大塊（SPI_BUFFER_SIZE字節 = 緩沖區容量）uint32_t chunk_bytes = SPI_BUFFER_SIZE;// 剩余像素對應的字節數 = (總像素 - 已傳像素) * 2uint32_t remaining_bytes = (total_pixels - transferred_pixels) * 2;if (chunk_bytes > remaining_bytes) {chunk_bytes = remaining_bytes;}// 入隊當前塊LCD_Write_Bulk(color_byte + (transferred_pixels * 2), chunk_bytes);transferred_pixels += chunk_bytes / 2; // 字節數轉像素數}
}// 臨時緩沖區：10 行
static u16 fill_buf[LCD_H * 10];/*** @brief 測試：逐塊填充整個屏幕為藍色*/
void test_fill_entire_screen_blue(void)
{uint16_t y;HAL_Delay(500);// 填充當前塊為藍色for (int i = 0; i < LCD_H * 10; i++) {fill_buf[i] = YELLOW;}// 從 Y=0 開始，每次填充 10 行，直到填滿 240 行for (y = 0; y < LCD_H; y += 10) {uint16_t y_end = (y + 9) < LCD_H ? (y + 9) : (LCD_H - 1);LCD_Fill(0, y, LCD_W, y_end, fill_buf);}
}還有對應的.h文件
#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H #include "main.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"#define USE_HORIZONTAL 0#if USE_HORIZONTAL == 0 || USE_HORIZONTAL == 2#define LCD_W 240#define LCD_H 320
#else#define LCD_W 320#define LCD_H 240
#endif#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int
#define u32 unsigned long#define OLED_CS_Clr() HAL_GPIO_WritePin(LCD_CS_GPIO_Port, LCD_CS_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define OLED_CS_Set() HAL_GPIO_WritePin(LCD_CS_GPIO_Port, LCD_CS_Pin, GPIO_PIN_SET)#define OLED_DC_Clr() HAL_GPIO_WritePin(LCD_DC_GPIO_Port, LCD_DC_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define OLED_DC_Set() HAL_GPIO_WritePin(LCD_DC_GPIO_Port, LCD_DC_Pin, GPIO_PIN_SET)#define OLED_RES_Clr() HAL_GPIO_WritePin(LCD_RST_GPIO_Port, LCD_RST_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define OLED_RES_Set() HAL_GPIO_WritePin(LCD_RST_GPIO_Port, LCD_RST_Pin, GPIO_PIN_SET)#define OLED_CMD 0
#define OLED_DATA 1 void Lcd_Init(void);
void test_fill_entire_screen_blue(void);#define WHITE 0xFFFF
#define BLACK 0x0000
#define BLUE 0x001F
#define BRED 0XF81F
#define GRED 0x07E0
#define GBLUE 0X07FF
#define RED 0xF800
#define MAGENTA 0xF81F
#define GREEN 0x07E0
#define CYAN 0x7FFF
#define YELLOW 0xFFE0
#define BROWN 0XBC40
#define BRRED 0XFC07
#define GRAY 0X8430 #define DARKBLUE 0X01CF
#define LIGHTBLUE 0X7D7C
#define GRAYBLUE 0X5458 #define LIGHTGREEN 0X841F
#define LGRAY 0XC618 #define LGRAYBLUE 0XA651
#define LBBLUE 0X2B12 #endif
 與聚合函數的妙用)