STM32实现SPI通信1

STMCU小助手 · 2022-12-25T05:10:49+00:00

SPI + t; ~: e2 D$ t- B$ QSerial Peripheral Interface6 L- Q1 ?& s# `& K, h& `$ V' G9 E ; z0 d, F: Y8 ~4 `9 T) P串行外围设备接口6 B m- F* L0 V+ X: A6 j! N7 ` & |! B/ n: Z3 i n5 F是一种告诉，全双工，同步的通信总线4 @4 C7 A+ m; Y3 \# O MISO h2 H+ H5 O- W, e* c G/ @ MOSI: c$ @4 b7 R& H: P SCL 1 r" E5 c k* U5 p8 H jCS 3 p% M# j$ }' f) j! E$ ` + K# r# {- S6 {$ [" [4 O, t2 g, k + ?6 s& m2 k/ N1 T, b3 u3 h* v SPI的结构框图 . N6 |4 M1 R+ ?2 a0 Y7 [( g8 A$ ?9 x2 g& U& ^5 V 0 E. p9 |- V0 W6 O4 A+ n2 A * k3 i7 `' s/ X6 P% @. [+ z% J2 t0 D7 ~6 v" r* Z& f. _; i ` 8个时钟周期，主机和从机移位寄存器中的数据完全交换3 ~3 q- I Y# K D: P1 e" `$ Q! w2 [& p 硬件上通过4根线连接4 d. ^5 P3 Z2 r% n6 e 主机和从机都有一个串行移位寄存器，主机通过向自己的SPI串行寄存器写入一个字节来发起一次传输* `; \( {% t) N: }: B* p 串行寄存器通过MOSI将主机数据传输给从机，同时从机也将自己的串行移位寄存器数据通过MISO传给主机，两个串行移位寄存器中的内容进行交换 % \$ @8 [/ O( t8 `! r' }5 a外设的读写操作同时完成。若写操作，只需要忽略收到的字节，若读操作，则主机发送8位空字节即可 1 j# e& x T) [$ D9 U' O/ M/ [. x# E4 ^0 t1 A ' i2 u4 V5 t* m& v$ ^9 E3 { , D5 q! V8 P3 U3 M" F: | w X) @* eSTM32的SPI模块: h: I2 T% |9 e" v, s1 v' B# E 3线全双工同步传输0 a" _1 V# e6 l, S# }+ z 8位或16位帧格式 ! j- l$ Y1 @9 R/ `主或从 9 I! V+ |1 y' i6 Q$ V可编程的时钟极性和相位 ' b2 ?% v( P9 ?8 x4 g主机和从机均可通过硬件进行NSS管理 - a1 R- [7 C- M4 x! k- T' ~可编程的数据顺序，MSB在前或LSB在前) e/ p+ i# Z* W/ S w 可触发中断的专用发送和接收标志2 R5 H2 q* c- u% h3 k " f6 ?* u: c, s3 v) k0 x- z1 ?9 [' T: t# A! V* k" c & j* Y% M0 G0 Z! E6 W- [0 F X6 a 从选择NSS管理 9 B1 K! Z; U( o" R+ m1 {) m两种NSS模式： . b7 O# f7 n2 v. n, `8 b软件NSS4 Q! g$ S8 g1 f 硬件NSS ; U; ^9 d2 U7 H' k9 q& b 1 ?# X; {% Y" o$ G软件NSS + d4 j. V9 x6 Z, |通过设置SPI_CR1寄存器的SSM位来使能这种模式 % A# E$ o! @0 q+ T8 b3 Y& I+ V0 P8 p 这种模式下NSS引脚可以另作他用。内部的NSS电平可以通过SPI_CR1寄存器进行驱动 * m3 q/ ~0 \- N1 T; \2 T. L& W% c, c9 q ( e- t: G" Y$ t% W) \ 硬件NSS & G" ^) ^( k) `0 Y) t) v$ i若NSS输出被使能，此时STM32工作为主SPI，并且NSS输出已经通过SPI_CR2寄存器的SSOE位使能，此时NSS引脚被拉低，所有NSS引脚与这个主SPI的NSS引脚相连并配置为硬件NSS的SPI设备，将自动变成SPI设备1 X7 I; N4 @6 N# |, ]% S4 l ' s. N6 u2 n) O( p 若一个SPI设备需要发送广播数据，它必须拉低NSS信号，从而通知其他所有的设备，它是主设备；如果它不能拉低NSS，这意味着总线上有另外一个主设备在通信，这是将产生Hard Fault . N* J2 I, g% X3 W9 O7 O; g& C) N5 `" Q+ p; T 若NSS输出被关闭，允许操作于多主环境0 J4 V0 ?0 J* X3 l+ P : O3 I9 ~; ]7 g9 W$ u t3 _, V( p! x0 A 时钟信号的相位与极性 % a0 g+ {9 h q9 x- o) c8 p4 y1 I6 i% Y通过SPI_CR寄存器的CPOL和CPHA位进行控制 3 z! v* X' p R \& J4 w/ h) s! S+ ~3 O/ x& |/ ^ 共有4种可能性# U7 P) r2 L8 M! c! R; i q" m0 p. m( g' {, x+ v9 C9 FCPOL即时钟极性，控制在没有数据传输时的是中能够空闲状态电平，对于主模式和从模式下的设备都是有效的( w* G8 s" Y8 D! K6 \4 o- } CPOL为0，表示SCK在空闲时为低电平 / `8 I0 r% `5 H9 x; b" ACPOL为1，表示SCK在空闲时为高电平 2 ?: G# N3 B; {+ A2 h # A( }; j/ }3 ^) wCPHA即数据在上升沿还是下降沿被采集 / |+ G- N: e4 D3 Q2 v/ \/ P: p2 xCPHA为0，表示数据在下降沿被采集9 l6 C0 y1 s% L& \ CPHA为1，表示数据在上升沿被采集 ! H: w4 c* W( C7 {$ w: q # r- r7 x+ v( V p+ ? Z r 0 ~ A1 n# p3 t: ~ | B( v 1 e& Y- E ?3 R4 Q8 D & y \2 a% M8 x; l2 O+ r: [8 q' ?- r+ |7 ^8 j. a 使用时，根据对应芯片的Datasheet选择时钟的相位和极性 & h* }: Y0 Y g& X. B/ J. G9 g7 R 3 D) e, C% v9 M2 u: h( ~ 数据帧格式 Z, H/ w5 M7 {由SPI_CR1寄存器的LSBFIRST位进行配置 + E0 R1 H' Q9 I3 f0 L( n; w4 G+ ]# _3 j5 a2 `+ r% a 输出数据可以MSB或LSB Y$ M# X7 e% m4 T0 q. D - q6 K( _0 n" H7 M/ w 由SPI_CR1寄存器的DFF位可以配置数据帧为8位或16位 + C* x+ D, z4 N# E; i' }) k 8 w5 R" n% r( l4 X0 E5 Z& p状态标志% p9 s! X! @& s, ]9 [* } 3个状态标志 1 U4 K4 T2 ~" g% t* B发送缓冲器空闲标志TXE$ l' [" s& p- k! V8 H 接收缓冲器非空RXNE 4 b g$ \5 P$ ^$ l忙标志Busy 3 y- F: O# z9 ]; m # z! s# I, G% z9 f9 OSPI中断 0 c0 G- b0 Q; `) I + e$ O' Y0 E F+ m * n# X5 {8 O, J( I1 ^1 j7 ^# v" N" a% G* e STM32F103RCT6的SPI1引脚. a; c" Z J2 X, w8 H" `' X- O ; [$ D2 w: m y9 X# x, b" I' { ) ?! P) Z8 K6 c2 V, S 4 n# a: S& J+ m SPI模块引脚配置的GPIO模式 2 Y) h" @8 d" _$ ? : H8 h' L% s8 ^7 N7 v: P % y; J+ v* H0 N+ |: ?* V* Q/ r& F" j+ k' U5 W: J SPI的常用寄存器 $ y6 _5 ?8 }& c1 a: D9 \SPI控制寄存器1 SPI_CR14 m, K. u1 g3 u# A3 D , O3 [, V' z w* _5 {7 p, T SPI控制寄存器2 SPI_CR2 * |, f3 U1 r( A) l 8 y5 F" |. {9 q: ]+ C7 f5 ySPI状态寄存器 SPI_SR 7 I+ S4 X% d$ W! g- o& _; n2 [' I4 A$ X( i6 Z SPI数据寄存器 SPI_DR% F' Z; h2 D! z, a1 | C `( f+ e& ]. s7 s, ]& j( B% o SPI_I2S配置寄存器 SPI_I2S_CFGR # ?4 _1 Q3 C1 b8 Y0 m$ s5 c t/ T' _, P( n SPI_I2S预分频寄存器 SPI_I2SPR' k- \2 |0 H! r: a1 m: _ 9 Y( c9 _, o! A0 r% J1 o7 [注意：STM32的SPI接口可以配置为支持SPI协议或支持I2S音频协议，默认是SPI模式，可以通过软件切换到I2S模式 & U5 f8 K+ D2 t9 I. z5 O , ]; @* U6 Z5 B) M3 O# L& w 0 Q2 o; w% p" T* _' Y3 KSTM32的SPI相关固件函数 p- W3 y8 t3 Z( ~ SPI_I2S_DeInit, ]+ g8 P* D; u8 G4 G; f : ^5 D5 a. x' I4 Q5 M+ c" P / ?8 y6 a' b8 d* x. k, l( ~9 f8 F5 a( ` SPI_Init# j: e& }4 l" E; | % p# C8 l1 n, U/ B: C$ `: {$ A" P ( u! D! I6 U& n; A: Q, u * Q8 L7 [2 g* O8 n SPI_Cmd % T$ n4 P7 N& b) o . {1 R9 J V- H( ?5 s% R# b 1 g! x' X+ \, \* o* b% m5 j# i& C 3 c& n) c$ ]# O % K9 G$ d8 @! D1 B; P' Y3 I; q SPI_I2S_ITConfig7 N% ^- T" l- {' F) \3 l$ R1 U ' s# C8 @5 Y6 h" k ) w e5 B) ~7 q$ [ b0 }+ h! c @) B4 O- x% O3 E8 E8 h SPI_I2S_DMACmd 8 J5 N2 {& ~/ ] C0 k( n; H ; H4 U1 P: J' m& k5 l3 Y! g6 x. ~$ l/ o, \! X( q0 e( g" @1 G 6 ^7 W; o: K" e; v. m 7 w- r$ V7 J6 w* c2 J# iSPI_I2S_SendData: Y# u5 x r k2 R8 X/ I 7 h) v% B7 U) x j; { 1 n" h% l% |. Y4 X% }/ q 7 T! q9 z# z/ O! i 3 u9 `, C) s% n# g5 VSPI_I2S_ReceiveData7 c$ i; [. n# h9 k : y) H+ B% ]/ R: e6 y3 Y4 F - ^0 F2 K' @' F7 e; P% g' Y' _ , X; L) X$ @$ H, B: ?) U SPI_DataSizeConfig / a3 I! v! P4 T7 @' W1 |( j; i) |, W8 M) j, m9 E) w4 U 1 p% v4 c# t. d# Y; a2 [7 `9 \; X p, _, P7 U2 V- [ SPI_I2S_GetFlagStatus , O* M, m. D% z9 U0 M 5 }- E4 H/ W7 A$ l& O % s n2 y5 `! ]/ J `( M $ K1 v; J8 [! U) H7 v* h. P, p* w# F: B D& P! k- _' J , j1 a6 }$ f2 z) g6 [& }1 ~ SPI_I2S_ClearFlag& b$ d, h3 i7 J- m6 w% t6 _) q ; `# @7 B% O7 p5 s9 F # L- h7 v# [7 t. q) b1 d I0 k + p# w6 Z+ v, ?7 ?- I SPI_I2S_GetITStatus ) @# P) C$ }) D9 e4 I! _ 9 t, k7 A: _; d v: S: v: c / o$ Q6 w+ d# _' X I9 S: O( u l% d/ h* X% g1 ?6 K# M SPI_I2S_ClearITPendingBit! S( m+ r9 \- ]) j # z$ s+ ?& N8 M) ~ , `1 C8 d% X7 |7 E& o! A4 x7 u: Y& G" [ % p3 Y% [5 M; m0 R+ S! A————————————————7 C' J3 @ M, o: G l+ ~9 s 版权声明：CodeForCoffee 6 _ S2 }& d7 d0 T2 f2 l; G% A( o! f7 q/ F , a( B! |* [- P) s* T: U

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STMCU小助手发布时间：2022-12-25 13:10

技术帖
文章封面:
文章简介:	STM32实现SPI通信1

SPI
Serial Peripheral Interface

串行外围设备接口

是一种告诉，全双工，同步的通信总线
MISO
MOSI
SCL
CS

SPI的结构框图

8个时钟周期，主机和从机移位寄存器中的数据完全交换
硬件上通过4根线连接
主机和从机都有一个串行移位寄存器，主机通过向自己的SPI串行寄存器写入一个字节来发起一次传输
串行寄存器通过MOSI将主机数据传输给从机，同时从机也将自己的串行移位寄存器数据通过MISO传给主机，两个串行移位寄存器中的内容进行交换
外设的读写操作同时完成。若写操作，只需要忽略收到的字节，若读操作，则主机发送8位空字节即可

STM32的SPI模块
3线全双工同步传输
8位或16位帧格式
主或从
可编程的时钟极性和相位
主机和从机均可通过硬件进行NSS管理
可编程的数据顺序，MSB在前或LSB在前
可触发中断的专用发送和接收标志

从选择NSS管理
两种NSS模式：
软件NSS
硬件NSS

软件NSS
通过设置SPI_CR1寄存器的SSM位来使能这种模式

这种模式下NSS引脚可以另作他用。内部的NSS电平可以通过SPI_CR1寄存器进行驱动

( e- t: G" Y$ t% W) \
硬件NSS
若NSS输出被使能，此时STM32工作为主SPI，并且NSS输出已经通过SPI_CR2寄存器的SSOE位使能，此时NSS引脚被拉低，所有NSS引脚与这个主SPI的NSS引脚相连并配置为硬件NSS的SPI设备，将自动变成SPI设备

若一个SPI设备需要发送广播数据，它必须拉低NSS信号，从而通知其他所有的设备，它是主设备；如果它不能拉低NSS，这意味着总线上有另外一个主设备在通信，这是将产生Hard Fault

若NSS输出被关闭，允许操作于多主环境

时钟信号的相位与极性
通过SPI_CR寄存器的CPOL和CPHA位进行控制

共有4种可能性

CPOL即时钟极性，控制在没有数据传输时的是中能够空闲状态电平，对于主模式和从模式下的设备都是有效的
CPOL为0，表示SCK在空闲时为低电平
CPOL为1，表示SCK在空闲时为高电平

CPHA即数据在上升沿还是下降沿被采集
CPHA为0，表示数据在下降沿被采集
CPHA为1，表示数据在上升沿被采集

使用时，根据对应芯片的Datasheet选择时钟的相位和极性

数据帧格式
由SPI_CR1寄存器的LSBFIRST位进行配置

输出数据可以MSB或LSB

由SPI_CR1寄存器的DFF位可以配置数据帧为8位或16位

8 w5 R" n% r( l4 X0 E5 Z& p状态标志
3个状态标志
发送缓冲器空闲标志TXE
接收缓冲器非空RXNE
忙标志Busy

SPI中断

1 ^1 j7 ^# v" N" a% G* e
STM32F103RCT6的SPI1引脚. a; c" Z J2 X, w8 H" `' X- O

; [$ D2 w: m y9 X# x, b" I' {

) ?! P) Z8 K6 c2 V, S
4 n# a: S& J+ m
SPI模块引脚配置的GPIO模式

SPI的常用寄存器
SPI控制寄存器1 SPI_CR1

SPI控制寄存器2 SPI_CR2

SPI状态寄存器 SPI_SR

SPI数据寄存器 SPI_DR

SPI_I2S配置寄存器 SPI_I2S_CFGR

SPI_I2S预分频寄存器 SPI_I2SPR

注意：STM32的SPI接口可以配置为支持SPI协议或支持I2S音频协议，默认是SPI模式，可以通过软件切换到I2S模式

STM32的SPI相关固件函数
SPI_I2S_DeInit