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


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

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



STM32F103RCT6的SPI1引脚



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



SPI_Init



SPI_Cmd




SPI_I2S_ITConfig



SPI_I2S_DMACmd




SPI_I2S_SendData




SPI_I2S_ReceiveData



SPI_DataSizeConfig



SPI_I2S_GetFlagStatus





SPI_I2S_ClearFlag



SPI_I2S_GetITStatus



SPI_I2S_ClearITPendingBit




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