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【经验分享】STM32 SPI简介

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STMCU小助手 发布时间:2022-3-27 17:00
01. SPI简介
' h, |. U) p! CSPI 接口提供两个主要功能,支持 SPI 协议或 I 2 S 音频协议。默认情况下,选择的是 SPI 功能。可通过软件将接口从 SPI 切换到 I2S。
. [# @! W9 y& f2 J5 _1 f. X. D# C$ S5 h
串行外设接口 (SPI) 可与外部器件进行半双工/全双工的同步串行通信。该接口可配置为主模式,在这种情况下,它可为外部从器件提供通信时钟 (SCK)。该接口还能够在多主模式配置下工作。
1 B& W- r8 t  `7 G! `: I
; s1 @/ N5 K; M' f5 _它可用于多种用途,包括基于双线的单工同步传输,其中一条可作为双向数据线,或使用CRC 校验实现可靠通信。8 q9 X( C) N" ^4 Q9 ]; O& Q0 F
& Q3 n$ L" @) T! C) T" L$ r
I2S 也是同步串行通信接口。它可满足四种不同音频标准的要求,包括 I 2 S Philips 标准、MSB 和 LSB 对齐标准,以及 PCM 标准。它可在全双工模式(使用 4 引脚)或半双工模式(使用 3 个引脚)下作为从器件或主器件工作。当 I 2 S 配置为通信主模式时,该接口可以向
  l9 T5 N- ~% \' T; i外部从器件提供主时钟。. B1 Q6 ^; J; E, t/ R

( `+ [& d; g( u; K: _# I- A02. SPI特性; l: b. H/ H0 m) E- s7 a
● 基于三条线的全双工同步传输
, C) f( T2 S: F4 ~. M) n- v+ b. Z9 C● 基于双线的单工同步传输,其中一条可作为双向数据线2 m3 Y/ c* |' h) w" w$ w
● 8 位或 16 位传输帧格式选择
! `( D  [, I) W$ H5 B2 G& ?, j● 主模式或从模式操作
/ E) m5 @: ]( G/ X● 多主模式功能
. u4 k2 a3 [9 T% M● 8 个主模式波特率预分频器(最大值为 f PCLK /2)
5 w1 {% A) q2 g/ ~: z7 _; d● 从模式频率(最大值为 f PCLK /2)
' c- f0 v* L  Q$ l' f● 对于主模式和从模式都可实现更快的通信
1 p9 V: }& l) j' d● 对于主模式和从模式都可通过硬件或软件进行 NSS 管理:动态切换主/从操作
, |+ |  L' G0 A) J2 K7 r5 x. D● 可编程的时钟极性和相位
! Q' z) e' c# F2 [● 可编程的数据顺序,最先移位 MSB 或 LSB0 G9 Z% l  p4 }
● 可触发中断的专用发送和接收标志
$ G  y- e' M1 ]' H, X( i● SPI 总线忙状态标志$ ~1 l. [  v) M' D
● SPI TI 模式
6 N6 {9 A3 l( ^0 C/ H3 O, i' e; m● 用于确保可靠通信的硬件 CRC 功能:( x: N  C' Y7 A: N0 b5 [8 C" E
— 在发送模式下可将 CRC 值作为最后一个字节发送
  f! G3 I/ ~+ t— 根据收到的最后一个字节自动进行 CRC 错误校验
% }% {8 c: m' R2 X0 P* w● 可触发中断的主模式故障、上溢和 CRC 错误标志1 N% S% o# Y4 P* C" T& j
● 具有 DMA 功能的 1 字节发送和接收缓冲器:发送和接收请求8 T+ S7 r/ {" N5 U" k% v
; O- O* x% M9 r1 d6 x0 E9 {9 a
03. SPI功能说明: Q8 K8 q; i3 z  c) |

+ T' |: F5 _2 K4 q- F ZROW)T9C[Z]YIT7S@OS((H5.png & p8 |& P0 C8 Z  i, ?

  N0 ]! D; b% @6 B" @通常,SPI 通过 4 个引脚与外部器件连接:0 B( @8 j0 }. p; D3 s
● MISO:主输入/从输出数据。此引脚可用于在从模式下发送数据和在主模式下接收数据。0 O5 c$ N: E+ m) o9 L* l: B. p
● MOSI:主输出/从输入数据。此引脚可用于在主模式下发送数据和在从模式下接收数据。. F) B3 @' U) o0 I, M+ T8 k- u
● SCK:用于 SPI 主器件的串行时钟输出以及 SPI 从器件的串行时钟输入。0 W" s, e& i9 R! A. M
● NSS:从器件选择。这是用于选择从器件的可选引脚。此引脚用作“片选”,可让 SPI主器件与从器件进行单独通信,从而并避免数据线上的竞争。从器件的 NSS 输入可由主器件上的标准 IO 端口驱动。NSS 引脚在使能(SSOE 位)时还可用作输出,并可在SPI 处于主模式配置时驱动为低电平。通过这种方式,只要器件配置成 NSS 硬件管理模式,所有连接到该主器件 NSS 引脚的其它器件 NSS 引脚都将呈现低电平,并因此而作为从器件。当配置为主模式,且 NSS 配置为输入(MSTR=1 且 SSOE=0)时,如果NSS 拉至低电平,SPI 将进入主模式故障状态:MSTR 位自动清零,并且器件配置为从模式。
* E- b% n: H; K" V5 [$ g1 }
( M. [- W; p- U& G' B% w04. SPI中断$ ]: b0 k6 R( U# _

0 D4 R$ g& e: e3 J& w, D4 e
2V5WAHIG212Z300DD~(G[05.png 3 n. N8 A8 g  U

. I4 G% v% M5 o" K) |2 c05. 相关寄存器

# o+ g2 s; ~2 J* G$ s1 k5.1 SPI 控制寄存器 1 (SPI_CR1) (不用于 I 2 S 模式)8 n0 l8 ]) z) r& ]0 R1 P5 O4 S
SPI control register 1; ~9 C3 b: ^: R+ W/ l4 a
偏移地址:0x00
& q" e4 g8 t  Q复位值:0x0000
: a# N3 Q0 k4 b6 R
* R* W  v4 y) _0 c 20201013160322534.png 2 w( Q8 J" b$ [" K+ l2 q

8 b# `2 y  ]0 L- v" ?' \3 Y8 j5.2 SPI 控制寄存器 2 (SPI_CR2)
: C6 o2 s2 X" N! f( mSPI control register 27 m5 F9 G: w. W8 d
偏移地址:0x04+ L  _; o/ V* \  l8 |
复位值:0x00007 ~/ c' d  @8 z! p% ]
, @  C( b: S  q' B+ W2 q& g
20201013160329558.png
# n+ N0 r9 h* }# c: y$ C8 W$ x5 e  C6 p( ?5 Z. L+ A# l9 ~
5.3 SPI 状态寄存器 (SPI_SR)! ^) F! o2 p* g. D
SPI status register9 U% N$ O  F# |5 X* f. t; W
偏移地址:0x08
# K. W* b% s2 ~; Y/ J/ m, s$ Y- y9 Z复位值:0x0002
' s- }; p( Y$ c
  {8 i* L/ K1 z; R6 _5 G: ~' j 20201013160338973.png / v% p+ w" O% f8 X5 J
; l% p9 W8 s% ~1 {/ D
5.4 SPI 数据寄存器 (SPI_DR)
; O% f/ \) ~6 l8 ySPI data register
) X6 {0 a  P4 o5 q+ o' v偏移地址:0x0C
' x. {: x; w$ W) `+ w复位值:0x00006 E1 s4 `* B7 d) h. x9 n
9 c' O& c/ }- w- W# E/ }: k
20201013160351114.png
1 @# Z3 g( C4 N0 V6 \5 H4 m, r) l4 P) n: Y* y0 ~/ e
5.5 SPI_I 2 S 配置寄存器 (SPI_I2SCFGR)3 r. S  R- n- i. _
SPI_I 2 S configuration register
6 j3 t& f  S& H0 h5 @+ }9 k偏移地址:0x1C7 Z/ a& P5 Y- D' i" [5 p8 R1 A
复位值:0x0000
6 E8 l: x0 f6 k( s, l! t7 F$ _
2 h" w' l+ g  q 20201013160413739.png
  M, Q$ k% b: U9 p. y* N+ `' U+ I7 E0 j
5.6 SPI_I 2 S 预分频器寄存器 (SPI_I2SPR)

& ~- Z/ F* A/ ]3 q! mSPI_I 2 S prescaler register
$ v6 G% Y" A6 A, N$ B! ]) b. y: u* y偏移地址:0x20( J7 d! B! P, h
复位值:0000 0010 (0x0002)
, O; k/ A) K0 ^- a
, E# m8 R4 ^( W6 e3 F  H$ d+ b- ?0 o# b  E
( _' a8 c* B) i1 F( T: m
' f6 O1 L# z& f
20201013160402676.png
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