一、SPI简介

　　SPI（Serial Peripheral Interface ）是串行外围接口设备，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是处于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种协议。

　　SPI 是一个环形总线结构，由 ss(cs)、 sck、 sdi、 sdo 构成，其时序其实很简单，主要是在 sck 的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。
* i5 L5 b+ H) V3 e$ p3 O& M

因为是全双工同步通信，所以在传输数据时，左边主机的数据从移位寄存器进入MOSI线上进入右边的从机，并存入最低位，同时从机的最高位通过MISO传输到主机的最低位，当第二位数据进行发送时，最低位的数据会向左移一位并将新数据存入最低位。

二、通信协议

1、物理层

　motorola公司　　首先提出的全双工三线同步串行外围接口，采用主从模式（ Master Slave）架构；支持多 slave 模式应用，一般仅支持单Master（单主机模式）。

　管脚

　　三线SPI：SCLK(时钟线)，MISO（主机接收从机发送），MOSI（主机发送从机接收）

　　四线SPI：CS（片选线），SCLK，MISO，MOSI

　　片选：被选，确定该设备处于何种工作模式

　　　连接方式

　 　

2、数据链路层
　SPI采用位协议，------高位在前，低位在后

　SPI有四种工作模式，SPI0 SPI1 SPI2 SPI3

           SPI 模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性(CPOL)对传输协

议没有重大的影响。如果 CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果 CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位(CPHA)
能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。如果 CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿(上升或下降)数据被采样；如
& U0 P; x. P1 d! w5 P5 N* k3 F果 CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿(上升或下降)数据被采样。 SPI 主模块和与之通信的外设音时钟相位和极性应该一致。
SPI 时序图详解---SPI 接口在模式 0 下输出第一位数据的时刻

　　 　　

三、STM32中SPI控制器

数量：2个  SPI1  SPI2

特性：全双工同步通信

            8/16是传输帧选择

            主从结构

            8个主模式波特率预分频系数

            主模式和从模式下均可以由软件或硬件进行NSS管理

            可编程的时钟极性和相位

             可编程的数据顺序， MSB在前或LSB在前

四、配置工作模式

1、NSS管理

　     SPI可以工作为主机模式和从机模式，可以通过软件模式和硬件模式进行管理。

　　SPI的NSS引脚分为内部引脚和外部引脚，当内部引脚检测到高电平的时候，设备会工作在主机模式，检测到低电平，工作在从机模式。

　先说软件模式，软件模式可以通过SPI_CR1寄存器的SSM为进行设置，当SSM位为1时，SPI的模式管理为软件管理模式，且当SSI位为1时（SSI位仅在SSM位为1时有效），内部的NSS会被驱动为高电平，该设备就设置为主机模式且外部NSS引脚会输出一个低电平信号，当其他的设备检测到低电平信号时，会自动进入从机模式。

3 o7 t( d2 L5 s* j& u6 \5 H

& j1 N9 F, E7 t  b3 F7 o

硬件模式：

　　

& G3 m& @; J" {

       NSS输出使能通过CR2的SSOE位进行控制，一旦该位被使能，NSS引脚作为一个输出引脚，若SPI工作为主机模式，NSS会输出一个低电平，当其他设备的NSS引脚接到主设备的引脚，会检测到一个低电平，并会自动进入从设备状态。当配置为主模式，NSS配置为输入引脚，（MSTR=1，SSOE=0）时，如果NSS被拉低，则配置为主模式水白，会自动进入从工作模式。

       若向通过硬件管理工作模式，只需将需要配置为主模式的NSS引脚接高电平，从模式的NSS接低电平即可。

五、SPI配置过程

1、查看原理图确定引脚，以及各个引脚的工作模式

这里spi的四个引脚分别对应pa4,pa5,pa6,pa7,SPI作为主机，MOSI，cs，clk应给配置为输出模式，miso配置为输入。

# X' t9 J) Y% E  _5 i

1 x# q2 g5 N" x* k- m' \; B' g- `

所以为了将SPI的功能复用到IO扣上，pa5，pa7要用作复用推挽输出。（pa4为什么配置为通用推挽输出现在我还没弄明白，等明白了再改回来）

2、确定spi的时钟相位以及时钟极性等工作模式

因为时钟相位和时钟极性可以配置出4种spi的模式，而spi的工作模式与数据的采集以及输出有关，所以我们这里要根据外设来确当spi的工作模式。

1. #include "spi.h"
   
2. 
   ' g" X. O* m1 x0 V) ?# c
3. void SPI_Config(void)
   - ?8 w" G9 _2 F8 R* J: Z2 Z1 D% v) r+ W
4. {
     @; ?9 ^( _# }  H+ o
5.     /*
   5 W4 E' N3 n3 n; A. v
6.         pa4        sf cs            通用推挽输出
   
7.         pa5        sc clk        复用推挽输出
   " y' U$ B" m  |% k: x. e* \
8.         pa6        miso            浮空输入
   * j* Y; J: A; P9 h) c" n: N
9.         pa7        mosi            复用推挽输出
     Y5 @! V& m4 g3 F8 c6 V0 B
10.     */
    , C0 w3 S" F3 p% t
11.     //GPIO
    
12.     GPIO_InitTypeDef GPIOInitStruct;
    
13.     //SPI
    
14.     SPI_InitTypeDef SPIInitStruct;
    
15.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_SPI1,ENABLE);
    
16.     //pa4 通用推挽输出
    7 m, L( x5 r' g+ E8 d1 Q& v
17.     GPIOInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    
18.     GPIOInitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
    8 S+ \; e5 B* o, E
19.     GPIOInitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
20.     GPIO_Init(GPIOA,&GPIOInitStruct);
    - _+ D1 ^+ U$ y- ]3 d
21.     //pa5 pa7 复用推挽输出
    . A, e) P9 H# V% ~
22.     GPIOInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    # |/ y* y# K5 H0 i) h
23.     GPIOInitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
    
24.     GPIO_Init(GPIOA,&GPIOInitStruct);
    ( @- U6 ]  d$ C) X; \
25.     //pa6 浮空输入
    2 R7 m; E1 T( _$ t# F
26.     GPIOInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    3 N! y+ n" j! f/ ?8 S  B7 o
27.     GPIOInitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    5 |% W% E1 w$ N9 w3 F  R6 p
28.     GPIO_Init(GPIOA,&GPIOInitStruct);
    " s3 a0 l$ h# a/ n
29.    
    2 I& V6 X; G5 }- o1 [, |4 f0 ?
30.     //SPI
    
31.     SPIInitStruct.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2;            //分频
    
32.     SPIInitStruct.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;                                                        //时钟相位
    . h$ c  y9 I% X5 @  r
33.     SPIInitStruct.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;                                                            //时钟极性
    
34.     SPIInitStruct.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;                                                //数据宽度
    
35.     SPIInitStruct.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;            //全双工
    
36.     SPIInitStruct.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;                                            //高位在前
    
37.     SPIInitStruct.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;                                                        //主机
    ) J% x. C, x- C# M9 W: X! |) o; z
38.     SPIInitStruct.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;                                                                //软件模式
    * `# f% O# _/ H/ m( N8 y
39.     SPI_Init(SPI1,&SPIInitStruct);
    
40.     //使能SPI
    
41.     SPI_Cmd(SPI1,ENABLE);
    
42.    
    2 w" ]( u0 z* q
43. }

复制代码

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