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1、STM32-SPI通信的总结(库函数操作)本文主要由7项内容介绍SPI并会在最后附上测试源码供参考：1. SPI的通信协议2. SPI通信初始化(以STM32为从机，LPC1114为主机介绍)3. SPI的读写函数4. SPI的中断配置5. SPI的SMA操作6. 测试源码7. 易出现的问题及原因和解决方法一、 SPI的通信协议SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行同步通讯协议，由一个主设备和一个或多个从设备组成，主设备启动一个与从设备的同步通讯，从而完成数据的交换。SPI 接口一般由4根线组成，CS片选信号（有的单片机上也称为NSS），SCLK时钟信号线，
2、MISO数据线（主机输入从机输出），MOSI数据线（主机输出从机输入），CS 决定了唯一的与主设备通信的从设备，如没有CS 信号，则只能存在一个从设备，主设备通过产生移位时钟信号来发起通讯。通讯时主机的数据由MISO输入，由MOSI 输出，输入的数据在时钟的上升或下降沿被采样，输出数据在紧接着的下降或上升沿被发出（具体由SPI的时钟相位和极性的设置而决定）。二、 以STM32为例介绍SPI通信1. STM32f103 带有3个SPI模块其特性如下：2 SPI 初始化初始化SPI 主要是对SPI要使用到的引脚以及SPI通信协议中时钟相位和极性进行设置，其实STM32的工程师已经帮我们做好了这写工
3、作，调用库函数，根据自己的需要来修改其中的参量来完成自己的配置即可，主要的配置是如下几项：l 引脚的配置 SPI1的SCLK, MISO ,MOSI分别是PA5，PA6，PA7引脚，这几个引脚的模式都配置成GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出（关于GPIO的8种工作模式如不清楚请自己百度，在此不解释），如果是单主单从，CS引脚可以不配置，都设置成软件模式即可。l 通信参数的设置1. SPI_Direction_2Lines_FullDuplex把SPI设置成全双工通信；2. 在SPI_Mode 里设置你的模式（主机或者从机），3. SPI_DataSize是来设置数据传输的帧格式的SP
4、I_DataSize_8b是指8位数据帧格式，也可以设置为SPI_DataSize_16b,即16位帧格式4. SPI_CPOL和SPI_CPHA是两个很重要的参数，是设置SPI通信时钟的极性和相位的，一共有四种模式在库函数中 CPOL有两个值SPI_CPOL_High（=1）和SPI_CPOL_Low ( =0).CPHA有两个值SPI_CPHA_1Edge (=0) 和SPI_CPHA_2Edge（=1）CPOL表示时钟在空闲状态的极性是高电平还是低电平，而CPHA则表示数据是在什么时刻被采样的，手册中如下：我的程序中主、从机的这两位设置的相同都是设置成1，即空闲时时钟是高电平，数据再第二
5、个时钟沿被采样，实验显示数据收发都正常。（要特别注意极性和相位的设置否则，数据传输会出现错位的现象）一般主从机的这两个位要设置的一样，但是网上也有人说不能设置成一样的，在后文中我对主从机极性和相位的配置的16种情况都做了测试，结果见下文。 下图很好的描述了4种模式下的时序状况引用网友的一句话：“ SPI主模块和与之通信的外设备时钟相位和极性应该一致。个人理解这句话有 2层意思：其一，主设备SPI时钟和极性的配置应该由外设的从设备来决定；其二，二者的配置应该保持一致，即主设备的SDO同从设备的SDO配置一致，主设备的 SDI同从设备的SDI配置一致。因为主从设备是在SCLK的控制下，同时发送和接
6、收数据，并通过2个双向移位寄存器来交换数据。 ”5. SPI_BaudRatePrescaler 波特率的设置这在主机模式中，这一位的设置直接决定了通信的传输速率，而从机的设置不会影响数据传输的速率，手册中有这样一句话：6. SPI_FirstBit 这一位是设置首先传输的高字节还是低字节SPI_FirstBit_MSB 是先传输高字节，SPI_FirstBit_LSB 是先传输低字节注意在初始化函数里还有两项重要的内容就是在初始化之前先使能SPI的时钟和在初始化配置完成后使能SPI。（.初始化配置）三、 SPI的读写函数SPI有一个16位的数据寄存器SPI_DR，它对应两个缓冲区，1个发送缓
7、冲区，1个接收缓冲区，当在控制寄存器里SPI_CR1里对DFF位设置数据帧格式为8位时,发送和接收只用到SPI_DR7:0这8位，15-8位被强制为0，帧格式设置成16位时全用。读写过程在手册中是这样描述的：简而言之，发送时，可以通过检测SPI_SR中的TXE位，当数据寄存器里有数据时，TXE位是0，当数据全部从数据寄存器的发送缓冲区传输到移位寄存器时TXE位被置1，这时候可以再往数据寄存器里写入数据。可以通过while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) = RESET) 来检测。 SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1
8、, SPI_I2S_FLAG_TXE 是库函数可以检测SPI的一些状态位。接收时可以通过检测SPI_SR中的RXNE位，当数据寄存器里有数据时，RXNE位是0，当数据全部从数据寄存器的接收缓冲区传输到移位寄存器时RXNE位被置1，这时候可以从数据寄存器里读出数据。可以通过while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) = RESET);来检测。源程序如下， SPI 读写一个字节，读写一体当能成功发送和接收一个字节时，发送数组数据就变的简单了，只需要一个for循环，和指针变量的递增即可。以下仅为参考：（有一点特别注意，从机数据传输时要依
9、赖主机的时钟，所以主机在接收从机发送的数据时要往从机发送哑巴字节，这个字节可以自己定义 0xff,0xfe等什么字节都可以）读写分开的函数：/*Description:spi1通信发送数据*/void SPI_Ecah_Buffer_Send(u8* pBuffer, u16 NumByteToRead)for(int i = 0; i NumByteToRead; i+)SPI_Conmunication_SendByte(*pBuffer);pBuffer+;/*Description:spi1通信接收收据*/void SPI_Buffer_Receive(u8* pBuffer, u16
10、 NumByteToRead)while (NumByteToRead-) /* while there is data to be read */* Read a byte from the FLASH */*pBuffer = SPI_Conmunication_SendByte (Dummy_Byte);/* Point to the next location where the byte read will be saved */pBuffer+;读写一体的函数/*Description:spi1通信发送接收读写数据*/void SPI_Ecah_Buffer_Send(u8* st
11、r , u8* pBuffer, u16 NumByteToRead)for(int i = 0; i TXE为1时，会向对应的DMA通道发出请求，DMA通道会发出应答信号，SPI收到应答信号后撤销请求信号，DMA撤销应答信号，并把内存值装入SPI_DR的发送缓区，SPI的传送开始。DMA的初始化DMA_PeripheralBaseAddr是值外设数据的地址，用SPI1故DMA外设地址对应的是SPI1_DR_Addr,DMA_MemoryBaseAddr是内存地址，它的值可以使，你要发送的数据所存放的数组的名，因为数组名代表的是数组数据存放的首地址，在SPI-DMA的发送中可以理解为把DMAT
12、X数组里的数据传送到SPI1_DR_AddrDMA_DIR 是指数据传输的方向，其值发送时其值为DMA_DIR_PeripheralDST 即外设是目的地，方向是DMATX SPI1_DR_Addr,在接受收时其值为DMA_DIR_PeripheralSRC，即外设是数据的来源，传输方向是 SPI1_DR_Addr用户指定的数据存储数组。DMA_BufferSize 用来设置传输数据的个数，在STM32的DMA中其值的范围是065536.DMA_Mode 指 DMA的传输模式 DMA_Mode_Normal为正常工作模式DMA_Mode_Circular 是循环工作模式，这里对循环模式的解释我
13、认为有位网友解释的很不错如下：“循环的意思是指DMA的传输数量计数器会重置初值，由于DMA每传一个数据，传输数量计数器减一，只有在传输数量计数器的值不为零时，才会响应请求。在循环模式下，当传输计数器的值减为0后，会重新装载；而内存（缓存）地址则不管循环非循环模式，都会在每次传输完成后重置为基地址。所以，如果我们把DMA设置会正常模式，那么在下次传输前，只需对DMA的传输数量计数器重新写入就行。循环模式一般用于数据更新，比如ADC采用需要不停更新数据。”在初始化完成之后要开启DMA的中断，在我的程序中开启的是DMA传输完成中断。DMA传输有3个中断标志位，常用的是传输完成的中断。如下：这样在传输完设定的数据个数之后就会触发传输完成的中断，用户可以再中断服务函数中，进行相应的操作，有一点特别注意，就是要及时清除中断标志位，为下次能够正常触发中断做准备。
