STM32 SPI接口的简单实现

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通常SPI通过4个引脚与外部器件相连：

● MISO：主设备输入/从设备输出引脚。该引脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据。

● MOSI：主设备输出/从设备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据，在从模式下接收数据。

● SCK：串口时钟，作为主设备的输出，从设备的输入

●NSS：从设备选择。这是一个可选的引脚，用来选择主/从设备。它的功能是用来作为“片选引脚”，让主设备可以单独地与特定从设备通讯，避免数据 线上的冲突。从设备的NSS引脚可以由主设备的一个标准I/O引脚来驱动。一旦被使能(SSOE位)，NSS引脚也可以作为输出引脚，并在SPI处于主模 式时拉低；此时，所有的SPI设备，如果它们的NSS引脚连接到主设备的NSS引脚，则会检测到低电平，如果它们被设置为NSS硬件模式，就会自动进入从 设备状态。当配置为主设备、NSS配置为输入引脚(MSTR=1，SSOE=0)时，如果NSS被拉低，则这个SPI设备进入主模式失败状态：即MSTR 位被自动清除，此设备进入从模式。

 

时钟信号的相位和极性

SPI_CR寄存器的CPOL和CPHA位，能够组合成四种可能的时序关系。CPOL(时钟极性)位控制在没有数据传输时时钟的空闲状态电平，此位 对主模式和从模式下的设备都有效。如果CPOL被清’0’，SCK引脚在空闲状态保持低电平；如果CPOL被置’1’，SCK引脚在空闲状态保持高电平。

如果CPHA(时钟相位)位被置’1’，SCK时钟的第二个边沿(CPOL位为0时就是下降沿，CPOL位为’1’时就是上升沿)进行数据位的采 样，数据在第二个时钟边沿被锁存。如果CPHA位被清’0’，SCK时钟的第一边沿(CPOL位为’0’时就是下降沿，CPOL位为’1’时就是上升沿) 进行数据位采样，数据在第一个时钟边沿被锁存。

CPOL时钟极性和CPHA时钟相位的组合选择数据捕捉的时钟边沿。
图212显示了SPI传输的4种CPHA和CPOL位组合。此图可以解释为主设备和从设备的SCK脚、MISO脚、MOSI脚直接连接的主或从时序图。

 

 

CPOL时钟极性和CPHA时钟相位的组合选择数据捕捉的时钟边沿。
上图显示了SPI传输的4种CPHA和CPOL位组合。此图可以解释为主设备和从设备的SCK脚、MISO脚、MOSI脚直接连接的主或从时序图。
注意：

1. 在改变CPOL/CPHA位之前，必须清除SPE位将SPI禁止。
2. 主和从必须配置成相同的时序模式。
3.SCK的空闲状态必须和SPI_CR1寄存器指定的极性一致(CPOL为’1’时，空闲时应上拉SCK为高电平；CPOL为’0’时，空闲时应下拉SCK为低电平)。
4. 数据帧格式(8位或16位)由SPI_CR1寄存器的DFF位选择，并且决定发送/接收的数据长度。

 我只要知道主机和从机的CPOL和CPHA位要一致就够了。

 

有2种NSS模式：
●软件NSS模式：可以通过设置SPI_CR1寄存器的SSM位来使能这种模式。在这种模式下NSS引脚可以用作它用，而内部NSS信号电平可以通过写SPI_CR1的SSI位来驱动
● 硬件NSS模式，分两种情况：
─NSS 输出被使能：当STM32F10xxx工作为主SPI，并且NSS输出已经通过SPI_CR2寄存器的SSOE位使能，这时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，将自动变成从SPI设备。当一个SPI设备需要发送广播数据，它必须拉低NSS信 号，以通知所有其它的设备它是主设备；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，这时将产生一个硬件失败错误 (HardFault)。
─ NSS输出被关闭：允许操作于多主环境。
//我们用软件NSS主从的转换都可借助库来实现

 

数据帧格式
根据SPI_CR1寄存器中的LSBFIRST位，输出数据位时可以MSB在先也可以LSB在先。
根据SPI_CR1寄存器的DFF位，每个数据帧可以是8位或是16位。所选择的数据帧格式对发送和/或接收都有效。

配置一个SPI 这里选SPI2

如下：

 

SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2,ENABLE);

 
 SPI_Cmd(SPI2, DISABLE);            //必须先禁能,才能改变MODE
   SPI_InitStructure.SPI_Direction =SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //两线全双工
   SPI_InitStructure.SPI_Mode =SPI_Mode_Master;       //主
   SPI_InitStructure.SPI_DataSize =SPI_DataSize_8b;      //8位
   SPI_InitStructure.SPI_CPOL =SPI_CPOL_High;        //CPOL=1时钟悬空高
   SPI_InitStructure.SPI_CPHA =SPI_CPHA_1Edge;       //CPHA=1 数据捕获第2个
   SPI_InitStructure.SPI_NSS =SPI_NSS_Soft;        //软件NSS
   SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler =SPI_BaudRatePrescaler_2;  //2分频
   SPI_InitStructure.SPI_FirstBit =SPI_FirstBit_MSB;      //高位在前
   SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial =7;        //CRC7
   
 SPI_Init(SPI2,&SPI_InitStructure);
 SPI_Cmd(SPI2, ENABLE);

//spi的配置结束了可以使用了。

 

也可用 函数SPI_StructInit 把SPI_InitStruct中的每一个参数按缺省值填入

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发送缓冲器空闲标志(TXE)【3.0 SPI_I2S_FLAG_TXE】
此标志为’1’时表明发送缓冲器为空，可以写下一个待发送的数据进入缓冲器中。当写入SPI_DR时，TXE标志被清除。
接收缓冲器非空(RXNE)【3.0 SPI_I2S_FLAG_RXNE】
此标志为’1’时表明在接收缓冲器中包含有效的接收数据。读SPI数据寄存器可以清除此标志。

 

注意在2.0的库中函数 SPI_SendData SPI_ReceiveDataSPI_GetFlagStatus 等在3.0的库中 变为

SPI_I2S_SendData  SPI_I2S_ReceiveData  SPI_I2S_GetFlagStatus

 

写一个发送/接受函数

 

static u8 SPIByte(u8 byte)

{
 
 while((SPI2->SR &SPI_I2S_FLAG_TXE)==RESET);
 //while((SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2,SPI_I2S_FLAG_TXE))==RESET);
  
 SPI2->DR = byte;
 //SPI_I2S_SendData(SPI2,byte);
 
 while((SPI2->SR &SPI_I2S_FLAG_RXNE)==RESET);

//while((SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2,SPI_I2S_FLAG_RXNE))==RESET);
 return(SPI2->DR);

 //returnSPI_I2S_ReceiveData(SPI2);读寄存器用硬件清除标志位。
 //SPI_I2S_ClearFlag(SPI2,SPI_I2S_FLAG_RXNE) ;直接软件清除标志位。
}

 

 

这里有两种写法直接操作寄存器与用库函数，相对来说直接操作寄存器应该更直观一些。