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STM32 SPI 收發資料 ---規則 + 問題解析

規則:

1) 
高速同步序列口。3~4線介面(CS ,CLK ,MOSI,MISO),收發獨立、可同步進行。
2)SPI分為主從模式,主模式提供時鐘和片選選擇訊號.
3) 模式控制:CPOL用來控制時鐘訊號(clk)在空閒時候的狀態;CPHA用來控制取樣時刻時CLK的邊緣動作。
CPOL CPHA 模式:
0 0 CLK空閒時為低電平,CLK上升沿取樣資料。
0 1 CLK空閒為低電平,CLK下降沿取樣資料。
1 0 CLK空閒時為高電平,CLK上升沿取樣資料。
1 1 CLK空閒時為高電平,CLK下降沿取樣資料。


1)SPI配置(3.01庫):
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //雙工模式
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //SPI主模式
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; //8bit資料
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; //CLK空閒時為高電平 
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; //CLK上升沿取樣,因為上升沿是第二個邊沿動作,所以也可以理解為第二個邊沿取樣
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //片選用軟體控制
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4; //SPI頻率
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //高位在前
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; //crc7,stm32spi帶硬體ecc
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);


2)CS訊號:
主模式下要為從裝置提供片選訊號,值得注意的是STM32的主頻相當較高,要提防資料沒有完全傳送前拉高CS訊號。 


3)SPI讀寫:(非中斷模式)
a)寫一個位元組:
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
//確保發生前Buffer為空,也就是說上一次已經發生完成
SPI_I2S_SendData(SPI1, Data); //往暫存器中寫入一個位元組
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
//等待接受到一個位元組資料,為什麼要這麼做?加這一句的原因是為了確保這個位元組已經發送出去,因為發生和接受是並行同步進行,那就是說你發生出去一個位元組意味著你收到一個位元組。所以這樣判斷完全沒有問題,再說必要性,如果你不加這句你就會容易犯過早拉高CS訊號的錯誤,你想想如果在SPI_I2S_SendData(SPI1, Data)後面立即拉高CS是什麼後果。
SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); //都會接收到的資料,看起來沒什麼必要,但以用stm32的經驗推薦這樣做,也許會有意想不到的收穫。

SPI_Writebyte(u8 data)
{
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
SPI_I2S_SendData(SPI1, Data); 
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET); 
SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); 
}


b)讀一個位元組:


讀的時候要注意一個問題,因為從模式是沒法提供時鐘的,所以主模式下必須要在接收的同時提供時鐘。辦法就是傳送一個位元組來實現,因為還是上面說的,傳送一個位元組就意味著收到一個位元組,程式碼和寫完全一樣,只要把讀出來的位元組儲存即可。

u8 SPI_Readbyte(u8 data)
{ 
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
SPI_I2S_SendData(SPI1, Data);    //傳送與應用不相關的資料,為後續的讀資料提供時鐘訊號
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET); 
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); 
}


總結:上面的程式是最求穩定而設定的,如果你對速度有要求,你可以做相應的精簡,比如讀寫直接對暫存器進行操作,另外配置SPI前要對從模式的模式瞭解清楚,包括從裝置支援的時鐘範圍和模式(CPOL,CPHA狀態)。

問題及解析:

1、全雙工模式下,傳送一個8位的資料,接收到的資料是什麼? 

 經實驗觀察,沒看出什麼聯絡。當然,這裡所說的是傳送無用的資料,而非 某些特定環境 說:傳送一個數據(命令),應該能夠接收到什麼.....

2、接收資料時,示波器觀察到MISO引腳 不是方波,下降沿特別圓滑,看著像是電容放電的節奏。

那陣子貌似在弄 ADS1256這款A/D片子,遇到這麼個情況。  最後定位為 :

SPI配置:SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = **;---合適就好,過猶不及................