SPI笔记
SPI简介
•SPI(Serial Peripheral Interface)是由Motorola公司开发的一种通用数据总线
•四根通信线:SCK(Serial Clock)、MOSI(Master Output Slave Input)、MISO(Master Input Slave Output)、SS(Slave Select)
•同步,全双工
•支持总线挂载多设备(一主多从)
硬件电路
•所有SPI设备的SCK、MOSI、MISO分别连在一起
•主机另外引出多条SS控制线,分别接到各从机的SS引脚
•输出引脚配置为推挽输出,输入引脚配置为浮空或上拉输入
移位示意图
开始时
移第一位
以此类推
SPI时序基本单元
起始与终止条件
•起始条件:SS从高电平切换到低电平
•终止条件:SS从低电平切换到高电平
交换一个字节
模式0
•CPOL=0:空闲状态时,SCK为低电平
•CPHA=0:SCK第一个边沿移入数据,第二个边沿移出数据
其他模式
简单了解即可
模式1
•CPOL=0:空闲状态时,SCK为低电平
•CPHA=1:SCK第一个边沿移出数据,第二个边沿移入数据
模式2
•CPOL=1:空闲状态时,SCK为高电平
•CPHA=0:SCK第一个边沿移入数据,第二个边沿移出数据
模式3
•CPOL=1:空闲状态时,SCK为高电平
•CPHA=1:SCK第一个边沿移出数据,第二个边沿移入数据
SPI时序
发送指令
向SS指定的设备,发送指令(0x06)
指定地址写
向SS指定的设备,发送写指令(0x02),随后在指定地址(Address[23:0])下,写入指定数据(Data)
指定地址读
向SS指定的设备,发送读指令(0x03),随后在指定地址(Address[23:0])下,读取从机数据(Data)
SPI外设简介
•STM32内部集成了硬件SPI收发电路,可以由硬件自动执行时钟生成、数据收发等功能,减轻CPU的负担
•可配置8位/16位数据帧、高位先行/低位先行
•时钟频率: fPCLK / (2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256)
•支持多主机模型、主或从操作
•可精简为半双工/单工通信
•支持DMA
•兼容I2S协议
•STM32F103C8T6 硬件SPI资源:SPI1、SPI2
W25Q64简介
硬件电路
简单了解即可
W25Q64框图
简单了解即可
Flash操作注意事项
写入操作时
•写入操作前,必须先进行写使能
•每个数据位只能由1改写为0,不能由0改写为1
•写入数据前必须先擦除,擦除后,所有数据位变为1
•擦除必须按最小擦除单元进行
•连续写入多字节时,最多写入一页的数据,超过页尾位置的数据,会回到页首覆盖写入
•写入操作结束后,芯片进入忙状态,不响应新的读写操作
读取操作时
•直接调用读取时序,无需使能,无需额外操作,没有页的限制,读取操作结束后不会进入忙状态,但不能在忙状态时读取
SPI框图
简单了解即可
SPI基本结构
使用软件SPI步骤
为提高代码编写效率,先对几个函数进行封装
void MySPI_W_SS(uint8_t Bitvalue) // 封装写SS函数
{
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_4,(BitAction)Bitvalue);
}
void MySPI_W_SCK(uint8_t Bitvalue) // 封装写SCK函数
{
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_5,(BitAction)Bitvalue);
}
void MySPI_W_MOSI(uint8_t Bitvalue) // 封装写MOSI函数
{
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_7,(BitAction)Bitvalue);
}
uint8_t MySPI_R_MISO(void) // 封装读MOSI函数
{
return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_6);
}
一、初始化SPI
void MySPI_Init(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 选择通用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 选择上拉输入模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
MySPI_W_SS(1); // 置高电平,默认不选总从机
MySPI_W_SCK(0); // 使用模式0,默认低电平
}
二、编写SPI起始/停止信号函数
void MySPI_Start(void) // 起始信号
{
MySPI_W_SS(0);
}
void MySPI_Stop(void) // 终止信号
{
MySPI_W_SS(1);
}
三、编写交换字节函数
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend) // 交换字节函数
{
uint8_t i,ByteReceive = 0x00;
for( i = 0 ; i < 8 ; i++)
{
MySPI_W_MOSI(ByteSend & (0x80 >> i ) );
MySPI_W_SCK(1); // 产生上升沿
if(MySPI_R_MISO() == 1) // 如果读取MISO位为1
{
ByteReceive |= ( 0x80 >> i ); // 把最高位储存在变量ByteReceive中
}
}
MySPI_W_SCK(0); // 产生下降沿
return ByteReceive;
}
使用硬件SPI步骤
为提高代码编写效率,先对读写SS进行封装
void MySPI_W_SS(uint8_t Bitvalue) // 封装写SS
{
GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_4,(BitAction)Bitvalue);
}
一、RCC开启时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); // 开启GPIOA时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,ENABLE); // 开启SPI1时钟
二、初始化GPIO口
其中SCK和MOSI是由硬件外设控制的输出信号,配置为复用推挽输出
MISO是硬件外设的输入信号,配置为上拉输入
SS是软件控制的输出信号,配置为通用推挽输出
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
// 配置SS
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 选择通用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
// 配置SCK和MOSI
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 选择复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
// 配置MISO
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 选择上拉输入模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
三、配置SPI外设
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; // 指定当前设备为主机
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; // 双线全双工模式
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // 配置8位数据帧
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; // 配置为高位先行
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_128; // 配置SCK时钟频率(此时时钟频率为72MHZ/128)
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; // 设置空闲默认低电平
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; // 选择第一个边沿开始采样
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; // 选择软件NSS模式
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial= 7; // 默认值
SPI_Init(SPI1,&SPI_InitStructure);
四、开关控制
SPI_Cmd(SPI1,ENABLE);
MySPI_W_SS(1); // 默认让SS输出高电平(默认不选中从机)
接下来是补充功能函数
五、编写起始/终止信号函数
void MySPI_Start(void) // 起始信号
{
MySPI_W_SS(0);
}
void MySPI_Stop(void) // 终止信号
{
MySPI_W_SS(1);
}
六、编写交换字节函数
uint8_t MySPI_SwapByte(uint8_t ByteSend) // 交换字节函数
{
while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_TXE) != SET); // 等待TXE为1
SPI_I2S_SendData(SPI1,ByteSend);
while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_RXNE) != SET); // 等待RXNE为1
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); //返回RDR接收的数据
}
部分API
void SPI_I2S_DeInit(SPI_TypeDef* SPIx); // 恢复缺省配置
void SPI_Init(SPI_TypeDef* SPIx, SPI_InitTypeDef* SPI_InitStruct); // SPI初始化
void I2S_Init(SPI_TypeDef* SPIx, I2S_InitTypeDef* I2S_InitStruct); // I2C初始化
void SPI_StructInit(SPI_InitTypeDef* SPI_InitStruct); // SPI结构体变量初始化
void I2S_StructInit(I2S_InitTypeDef* I2S_InitStruct); // I2C结构体变量初始化
void SPI_Cmd(SPI_TypeDef* SPIx, FunctionalState NewState); // SPI外设使能
void I2S_Cmd(SPI_TypeDef* SPIx, FunctionalState NewState); // I2S外设使能
void SPI_I2S_ITConfig(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT, FunctionalState NewState); // 中断使能
void SPI_I2S_DMACmd(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_I2S_DMAReq, FunctionalState NewState); // DMA使能
void SPI_ SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t Data); // 发送数据(写DR数据寄存器)
uint16_t SPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef* SPIx); // 读取数据(读DR数据寄存器)
void SPI_NSSInternalSoftwareConfig(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_NSSInternalSoft); // NSS引脚配置
void SPI_SSOutputCmd(SPI_TypeDef* SPIx, FunctionalState NewState);
void SPI_DataSizeConfig(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_DataSize); // 8位或16位数据帧的配置
void SPI_TransmitCRC(SPI_TypeDef* SPIx);
void SPI_CalculateCRC(SPI_TypeDef* SPIx, FunctionalState NewState);
uint16_t SPI_GetCRC(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t SPI_CRC);
uint16_t SPI_GetCRCPolynomial(SPI_TypeDef* SPIx);
void SPI_BiDirectionalLineConfig(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_Direction); // 半双工时,双向线的方向配置
FlagStatus SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_I2S_FLAG); // 获取标志位
void SPI_I2S_ClearFlag(SPI_TypeDef* SPIx, uint16_t SPI_I2S_FLAG); // 清除标志位
ITStatus SPI_I2S_GetITStatus(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT); // 获取中断标志位
void SPI_I2S_ClearITPendingBit(SPI_TypeDef* SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT); // 清除中断标志位
Comments NOTHING