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关于STM32实现SPI通信连续传送24位数据

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STMCU-管管 发布时间:2021-5-25 10:06
一、前言
最近因为需要读取传感器数据,需要单片机发送命令,传感器返回24位数据,因为使用SPI传输数据,虽然命令只有8位,但是必须发送24位数据才能获得传感器的24位数据。关于SPI的知识可以查看如下的这篇文章:
SPI怎么玩?搞懂时序,运用自如
自己在这里困了很久,所以写这篇文章记录一下,也给后面需要的朋友一点帮助。
21.png
我的目的就是消除或者减小每帧数据之间的发送间隔。
二、GPIO配置
  1. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  2.   /* 使能AHB时钟 */
  3.   RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOB, ENABLE);
  4.   RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);
  5.   /*定义 SPI复用引脚 */
  6.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_SPI_SCK | PIN_SPI_MISO |
  7.   PIN_SPI_MOSI;
  8.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;                   //复用模式
  9.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;              //高速输出
  10.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;                 //推完输出
  11.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;                   //上拉
  12.   GPIO_Init(PORT_SPI_SCK, &GPIO_InitStructure);

  13.   GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_0);
  14.   GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource4, GPIO_AF_0);
  15.   GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource5, GPIO_AF_0);
  16.   /* 片选CS */
  17.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_SPI_CS;
  18.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;                  //输出模式
  19.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;                 //推完输出
  20.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;              //高速输出
  21.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;                   //上拉
  22.   GPIO_Init(PORT_SPI_CS, &GPIO_InitStructure);
复制代码
三、SPI配置
  1. /* SPI 初始化定义 */
  2. SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //SPI设置为双线双向全双工
  3. SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;                      //设置为主 SPI
  4. SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;                  //SPI发送接收 8 位帧结构
  5. SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;                        //时钟悬空低
  6. SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;                       //数据捕获于第二个时钟沿
  7. SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;                          //软件控制 NSS 信号
  8. SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_8; //波特率预分频值为8
  9. SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;                 //数据传输从 MSB 位开始
  10. SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;                           //定义了用于 CRC值计算的多项式
  11. SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);

  12. SPI_RxFIFOThresholdConfig(SPI1, SPI_RxFIFOThreshold_QF);
  13. SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
复制代码
此处有一点需要注意哦,STM32F0区别于STM32F1系列,SPI初始化后需要初始化RxFIFO:SPI_RxFIFOThresholdConfig(SPI1, SPI_RxFIFOThreshold_QF);
至于结构体参数的初始化参数,根据自己项目改。我里使用的是内部晶振超频56M,8分频获取7M的SPI时钟。(为了获取最大传输速度,别问为什么,就是需要这么干,之前在群里讨论我的时钟速度为什么上不去,结果很多人问我为什么要那么高的时钟,追求速度?什么东西要那么高的速度?。。。。。。。。我。。。。对了,顺便说一下遇到的坑,我有示波器和逻辑分析仪,我一直用逻辑分析仪,时钟怎么都上不去,一直是2M,真的是找遍了原因,最后是逻辑分析仪的速度设低了,让你手贱!让你手贱!!)
四、SPI发送接收(非DMA)
  1. uint32_t SPI_WriteRead(void)
  2. {
  3.    uint16_t num1,num2,num3;
  4.    uint32_t AngelData;
  5.    GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_15);//拉低片选
  6.    *((uint8_t*)&(SPI1->DR) + 1 ) = 0x3F;//发送指令
  7.    num1 = SPI1->DR;    //读SPI
  8.    while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);   
  9.    while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_BSY) == RESET);

  10.    *((uint8_t*)&(SPI1->DR) + 1 ) = 0xFF;//发送无关数据,为了获取返回数据
  11.    num2 = SPI1->DR;//读SPI
  12.    while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
  13.    while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_BSY) == RESET);

  14.    *((uint8_t*)&(SPI1->DR) + 1 ) = 0xFF;//发送无关数据,为了获取返回数据
  15.    num3 = SPI1->DR;//读SPI
  16.    while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
  17.    while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_BSY) == RESET);
  18.    GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_15);//拉高片选
  19.    AngelData = ((num2&0xFF)<<16 |(num3&0xFF)<<8 | (num1&0xFF));
  20.    return AngelData ;
  21. }
复制代码
说一下注意的点,STM32F0慎用while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);判断数据接收完整,非常容易卡死在这里面,可以使用忙标志判断,很好用,不然会提前拉高片选信号,导致数据不完整。
22.png
如图,我发送24位数据,时钟却输出很多。因为DR寄存器是16位的,如果你直接SPI1->DR = 0xFF ; 这样的操作是不正确的,你的数据会变成0x00FF之后赋值给DR寄存器,也就是操作了16位,所以STM32会输出16个时钟脉冲
解决方法:
我们先找到DR寄存器的地址,再用一个八位的指针指向这个地址,现在指向的是DR寄存器的开头,那么指针+1,指针指向了DR寄存器的低八位这时候给指针指向的地址赋值0xFF,那么这个字节就会放入DR低八位的空间内,而不是操作整个16位DR寄存器,
((uint8_t)&(SPI1->DR) + 1 ) = 0xFF;

经过上面的代码就已经可以获得24位数据,时钟也会连续,不会出现上面两张图片的问题,后面贴上DMA的代码。
五、SPI DMA配置
  1. void MYDMA_TX_Config(DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx,uint32_t cpar,uint32_t cmar,uint16_t cndtr)
  2. {
  3.     DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
  4.     RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);  //使能DMA传输
  5.     DMA_DeInit(DMA_CHx);   //将DMA的通道3寄存器重设为缺省值
  6.     DMA1_MEM_LEN=cndtr;
  7.     DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar;  //DMA外设基地址
  8.     DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar;  //DMA内存基地址
  9.     DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;  //数据传输方向,从内存读取发送到外设
  10.     DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = cndtr;  //DMA通道的DMA缓存的大小
  11.     DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;  //外设地址寄存器不变
  12.     DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;  //内存地址寄存器递增
  13.     DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;  //数据宽度为8位
  14.     DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //数据宽度为8位
  15.     DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;  //工作在正常缓存模式
  16.     DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA通道 x拥有中优先级
  17.     DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;  //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
  18.     DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure);  //根据DMA_InitStruct中指定的参数初始化DMA的通道SPI_Tx_DMA_Channel所标识的寄存器
  19. }
  20. //开启一次DMA传输
  21. void MYDMA_TX_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx)
  22. {
  23.     DMA_Cmd(DMA_CHx, DISABLE );  //关闭SPI TX DMA1 所指示的通道      
  24.      DMA_SetCurrDataCounter(DMA_CHx,DMA1_MEM_LEN);//DMA通道的DMA缓存的大小
  25.      DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE);  //使能SPI TX DMA1 所指示的通道
  26. }      


  27. void MYDMA_RX_Confog(DMA_Channel_TypeDef* DMA_CHx,uint32_t cpar,uint32_t cmar,uint16_t cndtr)
  28. {
  29.         DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
  30.      RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);  //使能DMA传输

  31.   DMA_DeInit(DMA_CHx);   //将DMA的通道2寄存器重设为缺省值

  32.     DMA1_MEM_LEN=cndtr;
  33.     DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar;  //DMA外设基地址
  34.     DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar;  //DMA内存基地址
  35.     DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;  //数据传输方向,从外设到内存
  36.     DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = cndtr;  //DMA通道的DMA缓存的大小
  37.     DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;  //外设地址寄存器不变
  38.     DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;  //内存地址寄存器递增
  39.     DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;  //数据宽度为8位
  40.     DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //数据宽度为8位
  41.     DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;  //工作在正常缓存模式
  42.     DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA通道 x拥有中优先级
  43.     DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;  //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
  44.     DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure);  //根据DMA_InitStruct中指定的参数初始化DMA的通道USART1_Tx_DMA_Channel所标识的寄存器
  45.     DMA_Cmd(DMA1_Channel2, ENABLE);  //使能USART1 TX DMA1 所指示的通道
  46. }

  47. //开启一次DMA传输
  48. void MYDMA_RX_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx)
  49. {
  50.     DMA_Cmd(DMA_CHx, DISABLE );  //关闭SPI RX DMA1 所指示的通道      
  51.      DMA_SetCurrDataCounter(DMA_CHx,DMA1_MEM_LEN);//DMA通道的DMA缓存的大小
  52.      DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE);  //使能SPI RX DMA1 所指示的通道
  53. }   
复制代码
六、SPI发送接收(DMA模式)
  1. void SPI_DMA_WriteReadByte(void)
  2. {
  3.     GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_15);//拉低片选       (放在此处为了节省0.5us的时间)
  4.     SPI_I2S_DMACmd(SPI1,SPI_I2S_DMAReq_Tx, ENABLE);//SPI 发送DMA使能
  5.     SPI_I2S_DMACmd(SPI1,SPI_I2S_DMAReq_Rx, ENABLE);//SPI 接收DMA使能
  6.     MYDMA_TX_Enable(DMA1_Channel3);     //发送
  7.     MYDMA_RX_Enable(DMA1_Channel2);//接收
  8.     if(DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC3) == RESET)
  9.     {
  10.         DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC3);
  11.     }                  
  12.     while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);   
  13.     while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_BSY) == 1);   //保证发送接收数据完整
  14.     GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_15);//拉低片选
  15. }
复制代码





收藏 评论1 发布时间:2021-5-25 10:06

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1个回答
Ankky 回答时间:2021-5-25 11:06:46
感觉你这个SPI发送会有问题,你作为主机,还没等DR里面的数据发送完,就去读DR寄存器,这样是不行的

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