STM32 spi與FPGA的通訊
阿新 • • 發佈:2019-02-06
STM32 spi匯流排通訊
最近在研究SPI匯流排,至於協議和硬體描述就不多說了
四線包括時鐘、片選、接收、傳送
初始化SP
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //全雙工
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主模式
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_16b; //16bit寬度
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2; //2--18MHz; 4--9MHz; 8--4.5MHz
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //高位在前
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
SPI_Init(SPIx, &SPI_InitStructure);
SPI_Cmd(SPIx, ENABLE);
SPI不能硬體控制CS,只能軟體來控,就是通過將NSS設為外部GPIO來控制。
像我所做的專案是使用STM32與FPGA通訊,而FPGA的SPI工作在這種一直狀態
作為主裝置的STM32,CS在傳輸資料的時候為低,傳輸完畢後必須拉高,這樣FPGA可以判斷出SPI的傳輸起止狀態。
FPGA的資料傳輸格式是16bit地址+16bit資料
對於讀16bit,實現如下
uint16_t spi_read(SPI_TypeDef* SPIx,uint32_t addr)
{
uint16_t value;
uint16_t spi_nss;
uint16_t add;
uint32_t level;
if(SPI1 == SPIx)
spi_nss = SPI1_PIN_NSS;
else if(SPI2 == SPIx)
spi_nss = SPI2_PIN_NSS;
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
GPIO_ResetBits(GPIOA, spi_nss);
SPI_I2S_SendData(SPIx, addr); //0xf014 >> 2
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
SPI_I2S_SendData(SPIx, 0x0);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
SPI_I2S_ReceiveData(SPIx);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
GPIO_SetBits(GPIOA, spi_nss);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
value = SPI_I2S_ReceiveData(SPIx);
return value;
}
寫函式
void spi_write(SPI_TypeDef* SPIx,uint32_t addr, uint16_t value)
{
uint16_t spi_nss;
uint32_t level;
if(SPI1 == SPIx)
spi_nss = SPI1_PIN_NSS;
else if(SPI2 == SPIx)
spi_nss = SPI2_PIN_NSS;
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
GPIO_ResetBits(GPIOA, spi_nss);
SPI_I2S_SendData(SPIx, addr);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
SPI_I2S_SendData(SPIx, value);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
SPI_I2S_ReceiveData(SPIx);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
GPIO_SetBits(GPIOA, spi_nss);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
SPI_I2S_ReceiveData(SPIx);
}
拿write函式舉例
只所以這麼設計是因為
如果是函式一開始就將NSS腳拉低,然後再去send,如下
GPIO_ResetBits(GPIOA, spi_nss);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
SPI_I2S_SendData(SPIx, addr);
這樣在CS拉低一段時間後(時間大概有16個時鐘週期),才有CLK,這樣延時就會降低SPI的傳輸效率
之前那種方式會在CS拉底後很快就有clk時鐘出來
之所以寫兩次再讀兩次而不是讀一次寫一次也是考慮到效率的問題
如果先寫一次再讀一次,看波形每個資料之間有比較大的空隙是沒有clk的,就是說在傳輸完一個數據後再
傳第二個會要等一段時間,這個對速度要求比較高的裝置是不允許的
還有值得注意的是:
如果SPI是主模式,那麼GPIO設定為
NSS是GPIO_Mode_Out_PP
CLK是GPIO_Mode_AF_PP
MOSI是GPIO_Mode_AF_PP
MISO是GPIO_Mode_IN_FLOATING
如果SPI是從模式,那麼GPIO設定為
NSS是GPIO_Mode_Out_PP
CLK是GPIO_Mode_IN_FLOATING
MOSI是GPIO_Mode_IN_FLOATING
MISO是GPIO_Mode_AF_PP
最近在研究SPI匯流排,至於協議和硬體描述就不多說了
四線包括時鐘、片選、接收、傳送
初始化SP
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //全雙工
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主模式
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_16b; //16bit寬度
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2; //2--18MHz; 4--9MHz; 8--4.5MHz
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //高位在前
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
SPI_Init(SPIx, &SPI_InitStructure);
SPI_Cmd(SPIx, ENABLE);
SPI不能硬體控制CS,只能軟體來控,就是通過將NSS設為外部GPIO來控制。
像我所做的專案是使用STM32與FPGA通訊,而FPGA的SPI工作在這種一直狀態
作為主裝置的STM32,CS在傳輸資料的時候為低,傳輸完畢後必須拉高,這樣FPGA可以判斷出SPI的傳輸起止狀態。
FPGA的資料傳輸格式是16bit地址+16bit資料
對於讀16bit,實現如下
uint16_t spi_read(SPI_TypeDef* SPIx,uint32_t addr)
{
uint16_t value;
uint16_t spi_nss;
uint16_t add;
uint32_t level;
if(SPI1 == SPIx)
spi_nss = SPI1_PIN_NSS;
else if(SPI2 == SPIx)
spi_nss = SPI2_PIN_NSS;
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
GPIO_ResetBits(GPIOA, spi_nss);
SPI_I2S_SendData(SPIx, addr); //0xf014 >> 2
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
SPI_I2S_SendData(SPIx, 0x0);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
SPI_I2S_ReceiveData(SPIx);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
GPIO_SetBits(GPIOA, spi_nss);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
value = SPI_I2S_ReceiveData(SPIx);
return value;
}
寫函式
void spi_write(SPI_TypeDef* SPIx,uint32_t addr, uint16_t value)
{
uint16_t spi_nss;
uint32_t level;
if(SPI1 == SPIx)
spi_nss = SPI1_PIN_NSS;
else if(SPI2 == SPIx)
spi_nss = SPI2_PIN_NSS;
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
GPIO_ResetBits(GPIOA, spi_nss);
SPI_I2S_SendData(SPIx, addr);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
SPI_I2S_SendData(SPIx, value);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
SPI_I2S_ReceiveData(SPIx);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
GPIO_SetBits(GPIOA, spi_nss);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
SPI_I2S_ReceiveData(SPIx);
}
拿write函式舉例
只所以這麼設計是因為
如果是函式一開始就將NSS腳拉低,然後再去send,如下
GPIO_ResetBits(GPIOA, spi_nss);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
SPI_I2S_SendData(SPIx, addr);
這樣在CS拉低一段時間後(時間大概有16個時鐘週期),才有CLK,這樣延時就會降低SPI的傳輸效率
之前那種方式會在CS拉底後很快就有clk時鐘出來
之所以寫兩次再讀兩次而不是讀一次寫一次也是考慮到效率的問題
如果先寫一次再讀一次,看波形每個資料之間有比較大的空隙是沒有clk的,就是說在傳輸完一個數據後再
傳第二個會要等一段時間,這個對速度要求比較高的裝置是不允許的
還有值得注意的是:
如果SPI是主模式,那麼GPIO設定為
NSS是GPIO_Mode_Out_PP
CLK是GPIO_Mode_AF_PP
MOSI是GPIO_Mode_AF_PP
MISO是GPIO_Mode_IN_FLOATING
如果SPI是從模式,那麼GPIO設定為
NSS是GPIO_Mode_Out_PP
CLK是GPIO_Mode_IN_FLOATING
MOSI是GPIO_Mode_IN_FLOATING
MISO是GPIO_Mode_AF_PP