Stm32

HARDWARE

发布日期: 2020-09-26

更新日期: 2021-09-19

文章字数: 1.1k

阅读时长: 4 分

STM32 第五十三~五十四讲：SPI通信

SPI接口简介

Serial Peripheral interface，串行外围设备接口。是一种高速的、全双工、同步的通信总线，在芯片管脚上占用4根线。主要应用在EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器等。

SPI内部结构简明图

SPI接口使用4条线通信：

①. MISO主设备数据输入，从设备数据输出；
②. MOSI主设备数据输出，从设备数据输入；
③. SCLK时钟信号，由主设备产生；
④. CS从设备片选信号，由主设备控制。

SPI工作原理

①. 硬件上为4根线；
②. 串行移位寄存器通过MOSI信号线将字节传送给从机，从机也将自己的串行移位寄存器中的内容通过MISO信号线返回给主机。这样两个移位寄存器中的内容就被交换。
③. 外设的写操作和读操作是同步完成的，如果只进行写操作，主机只需忽略接受到的字节；反之，若主机要读取从机的一个字节，就必须发送一个空字节来引发从机的传输。

SPI特征

从选择(NSS)脚管理

时钟选择的相位和极性

CPHA=1

CPHA=0

数据帧格式

状态标志

SPI中断

SPI硬件方面

SPI引脚

SPI引脚端口_战舰

SPI引脚配置

SPI常用寄存器

SPI相关库函数

void SPI_I2S_DeInit(SPI_TypeDef* SPIx);
void SPI_Init(SPI_TypeDef* SPIx, SPI_InitTypeDef* SPI_InitStruct);
void SPI_Cmd(SPI_TypeDef* SPIx, FunctionalState NewState);
void SPI_I2S_ITConfig(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT, FunctionalState NewState);
void SPI_I2S_DMACmd(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_I2S_DMAReq, FunctionalState NewState);
void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t Data);
uint16_t SPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef* SPIx);
void SPI_DataSizeConfig(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_DataSize);

FlagStatus SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_I2S_FLAG);
void SPI_I2S_ClearFlag(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_I2S_FLAG);
ITStatus SPI_I2S_GetITStatus(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT);
void SPI_I2S_ClearITPendingBit(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT);

SPI程序配置过程

①. 使能SPIx时钟，配置相关引脚的复用功能：

void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);

②. 初始化SPIx，设置SPIx工作模式：

void SPI_Init(SPI_TypeDef* SPIx, SPI_InitTypeDef* SPI_InitStruct);

③. 使能SPIx：

void SPI_Cmd(SPI_TypeDef* SPIx, FunctionalState NewState);

④. SPI传输数据：

void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t Data);
uint16_t SPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef* SPIx) ;

⑤. 查看SPI传输状态：

SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE);

SPI通信实验

战舰上SPI有连接一个FLASH：W25Q128。

W25Q128将16M的容量分为256个块(Block)，每个块大小为64K字节，每个块又分为16个扇区(Sector)，每个扇区4K个字节。W25Qxx的最小擦除单位为一个扇区，即每次必须擦除4K个字节，所以需要给W25Qxx开辟一个至少4K的缓存区。

硬件连接

程序代码

这里只给出SPI的程序代码。

spi.c

#include "spi.h"

//SPI口初始化
void SPI2_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义GPIO结构体
SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;     //定义SPI结构体

    RCC_APB2PeriphClockCmd(    RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );//使能GPIOB 
    RCC_APB1PeriphClockCmd(    RCC_APB1Periph_SPI2,  ENABLE );//使能SPI2

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //PB13/14/15复用推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //SCK设置为主模式，MOSI和MISO都设置为全双工模式
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //GPIOB初始化

    GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15);  //PB13/14/15上拉，设置为高

    SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //SPI设置为双线双向全双工
    SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;        //设置SPI工作模式:设置为主SPI
    SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;        //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
    SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;        //串行同步时钟的空闲状态为高电平
    SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;    //串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）的数据被采样
    SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;        //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号由SSI位控制
    SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;        //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
    SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;    //指定数据传输从MSB开始还是从LSB开始:数据传输从MSB位开始
    SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;    //CRC值计算的多项式
    SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器

    SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); //使能SPI外设

    SPI2_ReadWriteByte(0xff);//启动传输         


}   
//SPI 速度设置函数
//SpeedSet:
//SPI_BaudRatePrescaler_2   2分频   
//SPI_BaudRatePrescaler_8   8分频   
//SPI_BaudRatePrescaler_16  16分频  
//SPI_BaudRatePrescaler_256 256分频 

void SPI2_SetSpeed(u8 SPI_BaudRatePrescaler)
{
assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler));
    SPI2->CR1&=0XFFC7;
    SPI2->CR1|=SPI_BaudRatePrescaler;    //设置SPI2速度 
    SPI_Cmd(SPI2,ENABLE); //重新使能SPI外设

} 

//SPIx 读写一个字节
//TxData:要写入的字节
//返回值:读取到的字节
u8 SPI2_ReadWriteByte(u8 TxData)
{        
    u8 retry=0;                     
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空标志位
        {
        retry++;
        if(retry>200)return 0;
        }              
    SPI_I2S_SendData(SPI2, TxData); //通过外设SPIx发送一个数据
    retry=0;

    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:接受缓存非空标志位
        {
        retry++;
        if(retry>200)return 0;
        }                                  
    return SPI_I2S_ReceiveData(SPI2); //返回通过SPIx最近接收的数据                        
}

spi.h

#ifndef __SPI_H
#define __SPI_H
#include "sys.h"                                                                            
void SPI2_Init(void);             //初始化SPI口
void SPI2_SetSpeed(u8 SpeedSet); //设置SPI速度   
u8 SPI2_ReadWriteByte(u8 TxData);//SPI总线读写一个字节

#endif

Mat Jenin

http://matjenin.xyz