你的浏览器版本过低,可能导致网站不能正常访问!
为了你能正常使用网站功能,请使用这些浏览器。

STM32 SPI NSS大揭秘

[复制链接]
一曲一离殇 发布时间:2017-9-14 10:04
SSM可以控制内部NSS引脚与SSI(一个寄存器,软件模式)相连,还是与NSS外部引脚(真正的STM32引脚,硬件模式)相连。真正作用的是内部NSS引脚(内部NSS引脚才真正连接到SPI通信控制器上)
$ M  P, \0 C- P- Z+ o- \! o, n9 {' d& e7 d4 I
SPI从模式的配置(MSTR=0)* d+ }# j! X4 o( D
1.硬件模式:SSM=0,当外部NSS为低电平时,内部NSS也为低电平,此时可以传送数据。
/ y2 P( Q% ]5 o" R' O2.软件模式:SSM=1,并SSI=0.让内部NSS引脚为低电平,此时可以传送数据。; A$ T' O3 }7 n1 \3 ]. K
( G3 F! o: w5 B0 P  ~2 X
相比较而言: 让stm32工作在软件从模式,还是硬件从模式,取决于主从之间的通讯协议,通讯协议中是否需要NSS控制。如果让STM32模拟一个存储器芯片W25Q16的话,则需工作在硬件模式。
7 B/ |# b' M1 j+ p% N6 }% `                  如果通讯协议不需要NSS控制,也能达到要求,就可以选择软件模式,可以释放出一个GPIO引脚做它用。2 K/ J* s( u  }( m
; N; e) [8 J9 k5 B( l. C2 m. l
SPI主模式配置(MSTR=1)/ o. b) k2 |$ |) K0 {  m" a
1.硬件模式:SSM=0  % v2 M! d1 I+ m, P3 y; Y! d$ c3 ]
   A:输入模式:SSOE=0,在外部NSS引脚为高电平,即内部NSS引脚也为高电平时,才能进行数据传输。 如果要使能从设备,还需要一个GPIO引脚。; V9 u3 N% v* v' d
   B:输出模式:SSOE=1, 外部NSS引脚会输出低电平,使能从设备,进行数据传输。 不需要额外的GPIO引脚就能控制从设备。            
3 q% [% z' M8 b  n2.软件模式:SSM=1,SSI=1,将内部NSS引脚设置为高电平。这样随时可以传输数据。当然多数情况还需要一个GPIO引脚输出低电平,来使能从设备,让从设备可以接收数据。) w9 o- x7 ]) ^* g" X5 R9 X) X! N
  # Q, b& I7 b( B
以驱动W25Q16为例, SPI主模式配置的优劣可以想象到,硬件的输入模式,占用外部NSS引脚和GPIO引脚,一共两个引脚;: {5 L% L9 B& t' G  f& S, }
硬件的输出模式和软件模式,都只占用一个引脚,他们的不同在于,硬件输出模式必须使用某固定的端口,而软件模式可以使用任意GPIO端口。
7 b& `- [" ]- }9 ]' N* \( ]0 ~
. M9 i: s% q  }4 e/ |在实际中,stm32通常用作主模式,选择软件模式。 ; N: {" y" a* ~0 l' R
0 G) }1 m3 K5 X3 l
关于这个NSS我曾经为它头痛了很久,看手册,看程序,看视频,看帖子,我都没有彻底搞明白它。曾经几次想彻底解决它,但是都夭折了,只能把自己写好的笔记抛弃。还因此多虑导致气血不足,上火,由此导致牙痛,嘴唇干裂。简直痛苦不已。那时候,我真的觉得我可能永远搞不明白了。就这样算了吧。老师说,让我先做做技术,再去追求原理,后来我通过接手了一个用SPI控制ADXL345加速度传感器的任务并结合了一个SPI全双工的实例,才由此慢慢使谜团浮出水面,再通过学会调试技术,终于搞明白了。SPI真的很复杂,不过复杂而有趣。我以一个菜鸟的身份,写出我对STM32 SPI NSS的相关理解。希望大家指正。
, H( y! [5 M* J7 Z% x     这个NSS到底是怎么作用呢?回答是片选。  h8 T0 X9 q* k' p; o
     主设备和从设备在进行SPI通信的时候,从设备都有个CS片选信号,低电平有效,我们通常都要用这个NSS连到从设备的CS上。但是这里只是大体让大家大体明白怎么回事,东西很多,关于这个NSS,还有很多东西呢,下面让我娓娓道来。
  F7 |6 c) b8 M0 b. B     先看输入输出模式.5 W, Z" i* e# {* S& O
- U1 z3 b4 ^- T' \! S& x9 S
       对于每个SPI的NSS可以输入,也可以输出。所谓输入,就是NSS的电平信号给自己,所谓输出,就是将NSS的电平信号发送出去,给从机。配置为输出,还是不输出,我们可以通过SPI_CR2寄存器的SSOE位。当SSOE为1时,并且SPI处于主模式控制时,NSS就输出低电平,也就是拉低,因此当其他SPI设备的NSS引脚与它相连,必然接收到低电平,则片选成功,都成为从设备了。NSS的输出就介绍到这里
! A: F( n$ G) c# o' z' S0 Y     下面介绍NSS的输入。
! b* e6 `1 H( {( ^3 D5 F- a     我们都知道NSS输入又分为硬件输入和软件控制输入两种模式,那么就从这两种模式入手,来揭开它的面纱吧。2 Q, q# B- j! L: J% y; [. a) `
     先说软件模式吧。
+ q& n1 t/ g2 z0 ^5 ~* v" H, U+ K     1 对于SPI主机来说,需要设置SPI_CR1寄存器的SSM为1和SSI位为1,SSM为1是为了使能软件管理。,NSS有内部和外部引脚。这时候,外部引脚留作他用(可以用来作为GPIO驱动从设备的片选信号)。内部NSS引脚电平则通过SPI_CRL寄存器的SSI位来驱动。SSI位为1是为了使NSS内电平为高电平。这时候,不免产生疑问,为什么主设备的内部NSS电平要为1呢?
% [' t! k3 _0 o! S1 HSTM32手册上说,要保持MSTR和SPE位为1,也就是说要保持主机模式,只有NSS接到高电平信号时,这两位才能保持置1.也就是说对于STM32的SPI,要保持为主机状态,内部输入的NSS电平必须为高。当然这里在硬件模式下也是如此。
% M$ F5 y& x, u4 w$ W2 i' v     2 对于SPI 从机来说* X' z) O' K" i' i( G# M
     主机自己的内部NSS高电平解决了,那么SPI从机的NSS片选低电平也得解决啊。
2 U, p  D$ F0 w     如果从机选择STM32的一个SPI,譬如主机选为SPI1,从机选为SPI2,则要按照以下操作手册说,NSS引脚在完成字节传输之前必须连接到一个低电平信号。在软件模式下,则需要设置SPI_CR1寄存器的SSM为1(软件管理使能)和SSI位为0.果然如此。SSI必须要为0,也就是SPI2的片选为低,则片选成功。/ N  E) Y- D8 _1 v! l, ~8 @
若从机为一个其他的SPI芯片,譬如我那个ADXL345加速度传感器。那么,我们可以有两种方法# Q6 g) M- I* E$ D- |: v: B
一种方法,是把芯片的CS接到GND上,另一种方法是,用一个GPIO口去输出低电平来控制CS片选成功。这个GPIO可以是任何一个GPIO口,当然我们上面提到当SPI的主机配置为软件模式,外部NSS引脚留作他用了,它就是一个GPIO了,我们也可以用它。这时候,我们可以设置它推挽输出为低电平,然后用线跟从机的CS相连,那么就可以片选从芯片了。
4 G8 T9 [+ s# B: A/ t4 J2 r再说说硬件模式。
: ^% ^- C" v+ A0 q对于主机,我们的NSS可以直接接到高电平,对于从机,NSS接低就可以。
1 I4 H  W, E4 N7 c" C: K9 k当然我们上面提过当一个主机的SSOE为1时,主机工作在输出模式,而且NSS拉低了,我们要让从机片选,只要将CS接到主机的NSS上,CS自动拉低。
9 |) M0 j" ~7 J/ a- J这便是,ST公司设计的STM32 SPI NSS的工作流程。下面用实例向大家介绍。
$ o( Y. X* c- V! w7 Z: W7 g" Q( K( b  v' c; B: j4 j

# \5 f) s' i/ e- T: C; L
  1. /* SPI1 Config -------------------------------------------------------------*/  
    # y* }* P6 Z2 p/ w, N/ `
  2.   : W& E) l4 A/ m4 y6 x( y
  3.   SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  
    3 `* L# c" E/ m9 k5 q) b) U
  4.   
    - O: w% L  v2 R4 a
  5.   SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master,//这里设置SPI1为主模式,设置SSI为1  ! A8 |6 d) l+ Q
  6.   SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;  " \4 Z" v: f# @/ S, L4 `- G# ^& n
  7.   
    ) T9 x6 o0 p1 p
  8.   SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;  
    ' }: |8 p5 |+ k; Z- N$ U3 \
  9.   * s5 L/ j7 g+ _2 A& ]" V
  10.   SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;  0 A1 P+ f- f- v% m
  11.   
    0 r& C0 @1 {$ T* w' t6 |- S
  12.   SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;//这里设置SSM为1,软件管理  : A: i3 N; H/ p" _  d
  13.   SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4;  9 j: s! B! L. w+ G% C
  14.   
    ) S: b9 `9 d. K/ r$ Z0 I. `$ j
  15.   SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_LSB;  ; a; P: v7 y! s( D$ f4 V2 B
  16.   6 ^2 O% T) j1 q, ]' P2 ^
  17.   SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;  1 V" K' K3 G  d9 ^" P' G2 ~" {
  18.   3 A, x& Q2 ~' [3 ~
  19.   SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);  : a' J( m0 F/ V6 g2 w3 l7 K
  20.   ) f# S8 B2 l/ \' X1 k4 F5 K
  21.   /* SPI2 Config -------------------------------------------------------------*/  
    1 c7 }$ e9 M, p9 R" c  U; u/ g+ S
  22.   % Z8 Y  V& O  k; I2 D
  23.   SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Slave;//这里设置SPI2为从模式SSI为0  
    9 x( F: `' o( g2 r
  24.   # Q; o0 y5 Z& @& z
  25.   //因为SPI2和SPI1用的是同一个SPI_InitStructure,所以SSM位已经为1  + g& i; g( `! ?8 Y; r
  26.   
    - N6 O# s0 D( h0 x8 T/ }+ l
  27.   SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);
复制代码
对于SPI2的配置,和SPI1用的是同一个结构体,只需要把模式和SSI一改就行,其他的譬如软件使能,还有时序什么的都不用改。这样SPI1和SPI2就配置好了。以后就可以传输数据了。

; u- T7 a+ Z) O* i$ F1 C# D  t, }& Y; I+ {; b. z

) a3 {( ?' P" a2 S' S) n1 D1 T' J8 b, @

评分

参与人数 1 ST金币 +10 收起 理由
MrJiu + 10 很给力!

查看全部评分

赞 收藏 1 评论4 发布时间:2017-9-14 10:04

举报

4个回答
五哥1 回答时间:2017-9-14 11:44:45
非常好的文章,有个疑问,SPI1和SPI2的总线不一样,配置是不是也不同。
五哥1 回答时间:2017-9-14 12:30:57
楼主我还有个SPI使用上的问题  ,见链接    寄存器版本的程序如何改成HAL库的? - STM32 - 意法半导体STM32/STM8技术社区 https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-611831-1-1.html寄存器版本的程序如何改成HAL库的?
5 f! Y, p5 [% R8 b& V7 u4 T, ^
MrJiu 回答时间:2017-9-14 14:42:38
写的不错。。。。
lunar-412568 回答时间:2020-6-16 10:34:51
多谢!我正头痛呢!只想吐槽一句,ST写器件手册的人写的不够条理清晰,看得人一头雾水。
关于
我们是谁
投资者关系
意法半导体可持续发展举措
创新与技术
意法半导体官网
联系我们
联系ST分支机构
寻找销售人员和分销渠道
社区
媒体中心
活动与培训
隐私策略
隐私策略
Cookies管理
行使您的权利
官方最新发布
人形机器人运动控制、感知与智能配电
半导体创新技术与应用方向
EE架构与软件定义汽车
12V/48V 汽车智能配电(SPD)
区域控制单元(ZCU)与分区架构
关注我们
st-img 微信公众号
st-img 手机版