概述
9 J! S' }9 R& oSPI是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）的缩写，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器。
" f* Z1 _6 ~3 G0 L. |2 k2 [TLC5947是一款SPI接口的PWM脉宽调制24路LED驱动模块/RGB LED驱动器芯片，它能驱动24路的PWM。
9 l: X8 r% N- D
) v# m( e6 D) K2 [1 U0 A硬件准备
首先需要准备一个开发板，这里我准备的是NUCLEO-F030R8的开发板：

# c; \# C9 Z5 S: M9 u

4 i2 e+ k1 X8 S* e3 Q* K' W+ f
. N5 u9 c7 O8 b! k& u" \选择芯片型号
) M7 M: E: D+ ]8 a9 }& n8 \' r使用STM32CUBEMX选择芯片stm32f030r8，如下所示：


1 U, U! f/ E& x6 j' V
2 J' ~. B% @% C; i配置时钟源
* u$ B, a" Q  b! kHSE与LSE分别为外部高速时钟和低速时钟，在本文中使用内置的时钟源，故都选择Disable选项，如下所示：


' _* R3 G# I" A
配置时钟树
STM32F0的最高主频到48M，所以配置48即可：


! U0 s1 Z: n9 r/ @3 X2 \
& g  q) O( @$ G/ sSPI配置
) Q' g# `5 e- v+ f. b本次实验使用的SPI与Flash通信，配置如下。
SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是MISO（主设备数据输入）、MOSI（主设备数据输出）、SCLK（时钟）、CS（片选）。
（1）MISO– Master Input Slave Output,主设备数据输入，从设备数据输出；
" X' Y1 S& [3 X+ q6 `! x3 Z3 R（2）MOSI– Master Output Slave Input，主设备数据输出，从设备数据输入；
! [$ E" r: f: b7 z8 ^（3）SCLK – Serial Clock，时钟信号，由主设备产生；
（4）CS – Chip Select，从设备使能信号，由主设备控制。
! G$ B( s* Y7 i/ z7 h7 G
接线方式
* @& J3 G5 e, f5 j5 I
$ u  s5 c4 m5 o4 u  g

负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCLK时钟线存在的原因，由SCLK提供时钟脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 SDO线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输，输入也使用同样原理。因此，至少需要8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次），才能完成8位数据的传输。
4 j$ d7 K; M5 G- Y0 {1 i; e1 I7 m时钟信号线SCLK只能由主设备控制，从设备不能控制。同样，在一个基于SPI的设备中，至少有一个主设备。这样的传输方式有一个优点，在数据位的传输过程中可以暂停，也就是时钟的周期可以为不等宽，因为时钟线由主设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。SPI还是一个数据交换协议：因为SPI的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。芯片集成的SPI串行同步时钟极性和相位可以通过寄存器配置，IO模拟的SPI串行同步时钟需要根据从设备支持的时钟极性和相位来通讯。
最后，SPI接口的一个缺点：没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。
1 c8 }2 W8 n3 f: D6 e( w2 x& T

1 }  }; f  f1 W! l
其中，CS是从芯片是否被主芯片选中的控制信号，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），主芯片对此从芯片的操作才有效。这就使在同一条总线上连接多个SPI设备成为可能。
TLC5947需要配置2个CS线，分别是BLANK和LAT。


! J: D& k/ h- {* f& e4 u
; Y6 l, @2 E& ]3 z6 m生成工程设置
注意在生产工程设置中不能出现中文，不然会报错。
% `0 z6 Q! N) E# R
4 Y6 ]' D. W8 J2 q# M! V) K

生成代码

! [2 n' q3 e! i& b' O" D
( ^4 \0 d/ T: N+ g: o$ m
4 I1 j" F9 y) i' @% t" ~& p配置keil


) F( e' ]- j  e$ q: F  ?
; Z8 c. [, X" n! z' c0 jTLC5947的原理及应用
' X$ t, `- F7 x, R! iBLANK:所有恒流输出关闭。当blank 接高时，所有恒流输出(输出0通过out23)强制关闭，脉宽调制PWM定时控制器初始化，灰度计数器重置为0。当blank接低时，所有恒流输出由灰度脉宽调制定时控制器控制。
GND:负极
IREF:设置恒定电流值，设置T0到T23引脚输出的电流值。通过在IREF和GND之间连接一个外部电阻所需要的值。
, T; m" [( \2 F4 `' _SCLK:串行数据移位时钟。
SIN:灰度数据的串行输入。
; e% X0 f3 M+ \. n$ O. l1 ZSOUT:串行数据输出。
VCC:供电
XLAT:灰度数据转换。灰度移位寄存器中的数据以从低到高的方式移动到灰度数据锁存器，在XLAT引脚上转换。当XLAT.上升沿被输入时，所有恒流输出被强制关闭，直到下一个灰度显示周期。灰度计数器不会随着XLAT边沿的上升而重置为0。

, K7 F- l# T/ u& i" K8 O3 ^( s( f: m4 C

0 J$ Q# b7 i: j$ G- v由于芯片为开漏输出，故接线如下所示。
. q0 ]0 O# C: o  S  E


3 Q, s9 X5 [4 V. \时序图如下所示。
0 K& \. Z1 `7 t5 S: \& G3 L
! S  P' w# ]7 c

6 R. f8 W1 o4 i7 x! [代码
本例程向通道0中写入呼吸灯程序通道1输出12.5%，通道2输出25%，通道3-通道22输出50%，通道23输出75%，例程代码如下。
变量定义。

1. /* USER CODE BEGIN PV */
   : O0 }1 f; @% v1 k
2. uint16_t leds[24]=
   0 ]5 _; P% g; v
3. {
   
4. 512,512,1024,2048,2048,2048,
   5 [1 k/ i. P+ F4 Z& y( b
5. 2048,2048,2048,2048,2048,2048,
   
6. 2048,2048,2048,2048,2048,2048,
   5 d: R5 X8 x  {$ c; e
7. 2048,2048,3000,2048,2048,3072
   
8. };
   " p4 [! A) W, Z6 O2 T6 c2 G
9. void TLC_Update(void);
   
10. void TLC_Write(uint8_t data);
    3 w8 q& y' W9 x. u& [
11. int i=0;
    
12. int flag=0;
      |  T3 ^/ R3 t9 g0 A9 W0 |- t
13. /* USER CODE END PV */

复制代码

SPI发送函数定义。

1. /* USER CODE BEGIN 4 */
   
2. void TLC_Update(void)
   ! r6 Z( g* {8 Y- R
3. {      
   - s9 z; S. z: m8 v; e3 x# \
4.     HAL_GPIO_WritePin(BLANK_GPIO_Port, BLANK_Pin, GPIO_PIN_SET);
   
5. //                HAL_Delay(1);        
   0 u/ ~* K: `: r
6.     for (int8_t i = 23; i >= 0; i -= 2)
   
7.     {
   
8.         uint8_t send1 = 0;
   * j) S$ _* Y: X. j; u
9.         uint8_t send = leds<i> >> 4;
   , u: w4 H# |1 N2 f+ x# q
10.         TLC_Write(send);
    ( O4 g( }2 t3 z; ^* k. K& r0 X. s; X
11.         send = (leds<i> & 0x000F);
    
12.         send <<= 4;
    
13.         send1 = (leds[i-1]) >> 8;   
    ! r" T9 n) e- `
14.         send |= send1;
    
15.         TLC_Write(send);
    
16.         send = leds[i-1];
    ! Z6 |/ N) ^$ V8 i
17.         TLC_Write(send);
    2 i& y7 _9 L1 Y& o+ \6 ~5 K
18.     }   
    
19. 
    
20.     HAL_GPIO_WritePin(XLAT_GPIO_Port, XLAT_Pin, GPIO_PIN_SET);
    
21. //                HAL_Delay(1);        
    9 L9 G2 j# P4 Q+ f
22.     HAL_GPIO_WritePin(XLAT_GPIO_Port, XLAT_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    
23. //                HAL_Delay(1);        
    % H% s3 p- }6 U
24.     HAL_GPIO_WritePin(BLANK_GPIO_Port, BLANK_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    
25. 
    & D8 S4 A0 y. ^0 X: i9 o' E: D
26.     return ;
    $ a" c  u; W. j6 Q4 H
27. }
    
28. 
    ( f3 U- \& N$ u* k2 F( N# P
29. 
    , o: ~0 U. E+ s" B; u" J/ q3 \  Q
30. void TLC_Write(uint8_t data)
    
31. {
    1 `) ^8 U4 ^) c# K$ o. O, Z
32.     HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &data, sizeof(data), 0);
    
33.     while(HAL_SPI_GetState(&hspi1) == HAL_SPI_STATE_RESET);
    
34. 
    
35.     return ;
    " N% m3 h5 C$ n! J9 D2 z4 G7 L+ i
36. }
    
37. /* USER CODE END 4 */</i></i>

复制代码

主程序。

1.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
   / j  p  [9 v: u
2.   while (1)
   
3.   {
   
4.     /* USER CODE END WHILE */
   " |; F  s' O  A$ k
5. 
   7 [( N0 G, E: Y: j  e
6.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   
7.                 if(flag==0)//灯渐亮
   . d" U5 j1 A& B; T- D" Y7 g
8.                                 i+=5;
   8 q- W# s  |! ?+ N& }
9.                 else//灯渐灭
     k1 A$ F" h: L
10.                                 i-=5;
    
11.                
    
12.                 if(flag==0&&i==4095)//灯最亮
    : `% m' Z, ^3 g# @, m! ~! v
13.                 {
    
14.                         HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_SET);
    ! ^' Q# O+ X. X: ?9 c( C" Z2 j: g+ K
15.                         flag=1;
    ' R8 p9 x1 K+ e6 o: x- }
16.                 }
    5 c. ]+ [' c4 ?/ F7 r
17.                 if(flag==1&&i==0)//灯最暗
    
18.                 {
    
19.                         HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    ( X- \8 j/ e: Z8 A+ K
20.                         flag=0;
    
21.                 }                        
    
22.                 leds[0]=i;//更新通道0的PWM
    9 v+ ?6 l6 H  R$ [; i" m" o
23.                 TLC_Update();//更新PWM
    
24.                 HAL_Delay(1);               
    
25.   }
    
26.   /* USER CODE END 3 */
    ! f+ ?  r7 u: j' k
27.         
    
28.         
    . d# Z. A4 p% a9 Q& P
29. }
    

复制代码