简介
SPI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,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SDI(数据输入),SDO(数据输出),SCK(时钟),CS(片选)。
SDO --主设备数据输出,从设备数据输入
SDI --主设备数据输入,从设备数据输出
SCLK --时钟信号,由主设备产生
CS --从设备使能信号,由主设备控制
工作过程:
1、主机启动发送过程,送出时钟脉冲信号
2、主移位寄存器的数据通过SDO移入到从移位寄存器,同时从移位寄存器中的数据通过SDI移人到主移位寄存器中
3、8(16)个时钟脉冲过后,时钟停顿,主移位寄存器中的8(16)位数据全部移人到从移位寄存器中,随即又被自动装入从接收缓冲器中,从机接收缓冲器满标志位(BF)和中断标志位(SSPIF)置“1”。同理,从移位寄存器中的8位数据全部移入到主寄存器中,随即又被自动装入到主接收缓冲器中.主接收缓冲器满标志位(BF)和中断标志位(SSPIF)置“1”
4、主CPU检测到主接收缓冲器的满标志位或者中断标志位置1后,就可以读取接收缓冲器中的数据。同样,从CPU检测到 从接收缓冲器满标志位或中断标志位置1后,就可以读取接收缓冲器中的数据。
SPI有四种不同的数据传输时序,由CPOL和CPHL决定,CPOL是用来决定SCK时钟信号空闲时的电平,CPHA是用来决定采样时刻的:
CPOL=0,表示当SCLK=0时处于空闲态,所以有效状态就是SCLK处于高电平时
CPOL=1,表示当SCLK=1时处于空闲态,所以有效状态就是SCLK处于低电平时
CPHA=0,表示数据采样是在第1个边沿,数据发送在第2个边沿
CPHA=1,表示数据采样是在第2个边沿,数据发送在第1个边沿
STM32 SPI相关结构体:
typedef struct
{
uint16_t SPI_Direction;
uint16_t SPI_Mode;
uint16_t SPI_DataSize;
uint16_t SPI_CPOL;
uint16_t SPI_CPHA;
uint16_t SPI_NSS;
uint16_t SPI_BaudRatePrescaler;
uint16_t SPI_FirstBit;
uint16_t SPI_CRCPolynomial;
}SPI_InitTypeDef;
STM32的配置步骤:
1、配置相关引脚的复用功能,使能SPIx时钟。 调用函数:void GPIO_Init();
2、初始化SPIx相关参数,设置SPIx工作模式。 调用函数:void SPI_Init();
3、使能SPIx。 调用函数:void SPI_Cmd();
4、SPI传输数据。 调用函数:void SPI_I2S_SendData();uint16_t SPI_I2S_ReceiveData();
5、查看SPI传输状态。调用函数:SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE);
void SPI2_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );//GPIOB时钟使能
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE );//SPI2时钟使能
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //PB13/14/15复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15); //PB13/14/15置位
//设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //设置SPI工作模式:设置为主SPI
//设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; //串行同步时钟的空闲状态为高电平
//串行同步时钟的第二个跳变沿(上升或下降)数据被采样
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
//NSS信号由硬件(NSS管脚)还是软件(SSI位)管理:内部NSS信号有SSI位控制
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
//定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;
//指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; //CRC值计算的多项式
SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure); //根据SPI_InitStruct初始化外设SPIx寄存器
SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); //使能SPI外设
SPI2_ReadWriteByte(0xff);//启动传输
}
//SPIx 读写一个字节,TxData:要写入的字节,返回值:读取到的字节
u8 SPI2_ReadWriteByte(u8 TxData)
{
u8 retry=0;
//检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空标志位
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET)
{
retry++;
if(retry>200) return 0;
}
SPI_I2S_SendData(SPI2, TxData); //通过外设SPIx发送一个数据
retry=0;
//检查指定的SPI标志位设置与否:接受缓存非空标志位
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET)
{
retry++;
if(retry>200) return 0;
}
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI2); //返回通过SPIx最近接收的数据
}