STM32部分知識之SPI原理與配置
SPI介面簡介:(同樣是基於正點原子F4)
SPI 是英語Serial Peripheral interface的縮寫,顧名思義就是序列外圍裝置介面。是Motorola首先在其MC68HCXX系列處理器上定義的。
SPI,是一種高速的,全雙工,同步的通訊匯流排,並且在晶片的管腳上只佔用四根線,節約了晶片的管腳,同時為PCB的佈局上節省空間,提供方便,主要應用在 EEPROM,FLASH,實時時鐘,AD轉換器,還有數字訊號處理器和數字訊號解碼器之間。
PI介面框圖
SPI內部結構簡明圖
SPI介面一般使用4條線通訊:
MISO 主裝置資料輸入,從裝置資料輸出。
MOSI 主裝置資料輸出,從裝置資料輸入。
SCLK時鐘訊號,由主裝置產生。
CS從裝置片選訊號,由主裝置控制
SPI工作原理總結
①硬體上為4根線。
②主機和從機都有一個序列移位暫存器,主機通過向它的SPI序列暫存器寫入一個位元組來發起一次傳輸。
③序列移位暫存器通過MOSI訊號線將位元組傳送給從機,從機也將自己的序列移位暫存器中的內容通過MISO訊號線返回給主機。這樣,兩個移位暫存器中的內容就被交換。
④外設的寫操作和讀操作是同步完成的。如果只進行寫操作,主機只需忽略接收到的位元組;反之,若主機要讀取從機的一個位元組,就必須傳送一個空位元組來引發從機的傳輸。
STM32 SPI介面可配置為支援SPI協議或者支援I2S音訊協議,預設是SPI模式。可以通過軟體切換到I2S方式。
SPI引腳配置(3個SPI)
哪些引腳可以複用為SPIx的相應功能引腳,需要查資料手冊。(以下部分從資料手冊上截圖的)
下面進入正題:
常用暫存器
lSPI控制暫存器1(SPI_CR1)
lSPI控制暫存器2(SPI_CR2)
lSPI狀態暫存器(SPI_SR)
lSPI資料暫存器(SPI_DR)
lSPI_I2S配置暫存器(SPI_I2S_CFGR)
lSPI_I2S預分頻暫存器(SPI_I2SPR)
SPI相關庫函式:
stm32f4xx_spi.c/stm32f4xx_spi.h
SPI相關庫函式:
void SPI_I2S_DeInit(SPI_TypeDef* SPIx); void SPI_Init(SPI_TypeDef* SPIx, SPI_InitTypeDef* SPI_InitStruct); void SPI_Cmd(SPI_TypeDef* SPIx, FunctionalState NewState); void SPI_I2S_ITConfig(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT, FunctionalState NewState); void SPI_I2S_DMACmd(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_I2S_DMAReq, FunctionalState NewState); void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t Data); uint16_t SPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef* SPIx); void SPI_DataSizeConfig(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_DataSize); FlagStatus SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_I2S_FLAG); void SPI_I2S_ClearFlag(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_I2S_FLAG); ITStatus SPI_I2S_GetITStatus(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT); void SPI_I2S_ClearITPendingBit(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT);
程式配置過程:
①使能SPIx和IO口時鐘
RCC_AHBxPeriphClockCmd() / RCC_APBxPeriphClockCmd();
②初始化IO口為複用功能
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);
③設定引腳複用對映:
GPIO_PinAFConfig();
②初始化SPIx,設定SPIx工作模式
void SPI_Init(SPI_TypeDef* SPIx, SPI_InitTypeDef* SPI_InitStruct);
③使能SPIx
void SPI_Cmd(SPI_TypeDef* SPIx, FunctionalState NewState);
④SPI傳輸資料
void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t Data);
uint16_t SPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef* SPIx) ;
⑤檢視SPI傳輸狀態
SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE);
硬體連線:
相關程式:
SPI初始化函式:
void SPI1_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);//使能GPIOA時鐘
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);//使能SPI1時鐘
//PB3,4,5初始化設定
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;//PB3~5複用功能輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//複用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推輓輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_SPI1); //PB3複用為SPI1
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource4,GPIO_AF_SPI1); //PB4複用為SPI1
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource5,GPIO_AF_SPI1); //PB5複用為SPI1
//這裡只針對SPI口初始化
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,ENABLE);//復位SPI1
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,DISABLE);//停止復位SPI1
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;//設定SPI單向或者雙向的資料模式:SPI設定為雙線雙向全雙工
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //設定SPI工作模式:設定為主SPI
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; //設定SPI的資料大小:SPI傳送接收8位幀
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; //串行同步時鐘的空閒狀態為高電平
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; //串行同步時鐘的第二個跳變沿(上升或下降)資料被取樣
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS訊號由硬體(NSS管腳)還是軟體(使用SSI位)管理:內部NSS訊號由SSI控制
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; //定義波特率預分頻的值:波特率預分頻值為256
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //指定資料傳輸從MSB位還是LSB位開始:資料傳輸從MSB位開始
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; //CRC值計算的多項式
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure); //根據SPI_InitStruct中指定的引數初始化外設SPIx暫存器
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI外設
SPI1_ReadWriteByte(0xff);//啟動傳輸
}
SPI速度設定函式:
//SPI1速度設定函式
//SPI速度=FAPB2/分頻係數
//@ref SPI_BaudRate_Prescaler:SPI_BaudRatePrescaler_2~SPI_BaudRatePrescaler_256
//fAPB2時鐘一般為84Mhz
void SPI1_SetSpeed(u8 SPI_BaudRatePrescaler)
{
assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler));//判斷有效性
SPI1->CR1&=0XFFC7;//位3-5清零,用來設定波特率
SPI1->CR1|=SPI_BaudRatePrescaler; //設定SPI1的速度
SPI_Cmd(SPI1,ENABLE); //使能SPI1
}
PI讀寫一個位元組:
//SPI1 讀寫一個位元組
//TxData:要寫入的位元組
//返回值:讀取到的位元組
u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TxData)
{
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET){}//等待發送區空
SPI_I2S_SendData(SPI1, TxData); //通過外設SPIx傳送一個byte資料
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET){} //等待接收完一個byte
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); //返回通過SPIx最近接收的資料
}
關於W25Q128的相關函式我會在下一個部落格粘貼出來