1.SPI概念
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,节约了芯片的管脚,同时为PCB的布局上节省空间,提供方便,主要应用在 EEPROM,FLASH,实时时钟,AD转换器,还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。
SPI接口一般使用4条线通信:
- MISO 主设备数据输入,从设备数据输出。
- MOSI 主设备数据输出,从设备数据输入。
- SCLK时钟信号,由主设备产生。
- CS从设备片选信号,由主设备控制。
主机和从机都有一个串行移位寄存器,主机通过向它的SPI串行寄存器写入一个字节来发起一次传输。
串行移位寄存器通过MOSI信号线将字节传送给从机,从机也将自己的串行移位寄存器中的内容通过MISO信号线返回给主机。这样,两个移位寄存器中的内容就被交换。
外设的写操作和读操作是同步完成的。如果只进行写操作,主机只需忽略接收到的字节;反之,若主机要读取从机的一个字节,就必须发送一个空字节来引发从机的传输。
上方两个图为SPI传输的时序图,CPOL,CPHA有四种组合情况,CPOL(时钟极性)控制在没有数据传输时时钟的空闲状态电平,对主从设备都有效。 CPHA(时钟相性)控制采集的第几个时钟边沿。
如:当CPOL=1,此时表明在没有数据传输时SCK为高电平,当CPHA=0时,表示采集第一个边沿,当CPHA=1表示采集第二个边沿。
2.SPI特征
1).
2). SPI常用寄存器:
- SPI控制寄存器1(SPI_CR1)
- SPI控制寄存器2(SPI_CR2)
- SPI状态寄存器(SPI_SR)
- SPI数据寄存器(SPI_DR)
- SPI_I2S配置寄存器(SPI_I2S_CFGR)
- SPI_I2S预分频寄存器(SPI_I2SPR)
3). SPI引脚复用
根据开发手册上的说明,可以查看哪些IO口可以复用为哪个SPI的引脚。如上图为SPI1对应的引脚复用。
也可以通过原理图查看对应的引脚复用说明。
4). SPI状态标志
SPI总线有三个状态标志:
- 发送缓冲器空闲标志(TXE),当该标志为“1”时,表示发送缓冲器为空,可以写入下一个待发送的数据到缓冲器中,当写 入SPI_DR后,TXE状态标志被清空
- 接收缓冲器非空标志(RTXE),当该标志位“1”时,表示接受缓冲器中存储着接受的数据,读取SPI_DR后,RTXE状态标 志清空
- 忙标志(BUSY),该标志由硬件设置和清除,表明当前SPI层的状态,是否处于busy状态。
5). 数据帧格式
有2个地方要设置,SPI_DataSize(数据大小),可以选择8bit和16bit。SPI_FirstBit(选择是MSB还是LSB),选择MSB方式,举个例子假设用16bit,就是[15,0]这样,如果是LSB就是[0,15]这样。
3.SPI配置
配置过程:
①使能SPIx和IO口时钟RCC_AHBxPeriphClockCmd() / RCC_APBxPeriphClockCmd();②初始化IO口为复用功能void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);③设置引脚复用映射:GPIO_PinAFConfig();②初始化SPIx,设置SPIx工作模式void SPI_Init(SPI_TypeDef* SPIx, SPI_InitTypeDef* SPI_InitStruct);③使能SPIxvoid SPI_Cmd(SPI_TypeDef* SPIx, FunctionalState NewState);④SPI传输数据void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t Data);uint16_t SPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef* SPIx) ;⑤查看SPI传输状态SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE);
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