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05-STM32F1 - 串行通信SPI

SPI

  • STM-SPI作为主机,从机

  • SPI的时钟,最高为Pclk/2,SPI1最高为36Mhz,SPI2最高为18Mhz。

  • SPI的四种模式 CPOL CPHA,数据帧8~16位,LSB,MSB

  • 全双工,双向单线,单线

物理层

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接口标准

序号名称说明
1NSS片选线,低电平有效
2SCK时钟信号线
3MOSI主设备输出,从设备输入
4MISO主设备输入,从设备输出

协议层

起始信号和停止信号

NSS 信号线由高变低,是SPI 通讯的起始信号。NSS 是每个从机各自独占的信号线,当从机在自己的NSS 线检测到起始信号后,就知道自己被主机选中了,开
始准备与主机通讯。在图中的标号处,NSS 信号由低变高,是SPI 通讯的停止信号,表示本次通讯结束,从机的选中状态被取消。

CPOL/CPOH

时钟极性CPOL:SPI 通讯设备处于空闲状态时,SCK 信号线的电平信号(即SPI 通讯开始前,NSS 线为高电平时SCK 的状态)。CPOL=0 时,SCK 在空闲状态时为低电平,CPOL=1 时,SCK 在空闲状态时为高电平,

时钟相位CPHA:数据的采样的时刻。当CPHA=0 时,MOSI 或MISO 数据线上的信号将会在SCK 时钟线的“奇数边沿”被采样。当CPHA=1 时,数据线在SCK 的“偶数边沿”采样。

SPI模式CPOLCPHA空闲时SCK时钟采样时刻
000低电平奇数边沿
101低电平偶数边沿
210高电平奇数边沿
311高电平偶数边沿

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SPI基本结构

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  • 通讯引脚
  • 时钟控制逻辑
  • 数据控制逻辑
  • 整体控制逻辑

NSS可以使用软件控制,其他引脚使用硬件SPI控制

时钟控制:波特率发生器:BR[2:0],控制SPI的时钟。CR1寄存器

数据控制逻辑:

SPI的MOSI及MISO都连接到数据移位寄存器上,数据移位寄存器的数据来源于接收缓冲区及发送缓冲区。

通过写SPI的数据寄存器DR把数据填充到发送缓冲区中。

通过读SPI的数据寄存器DR,可以获取到接收缓冲区中的内容。

其中数据帧长度通过DFF为配置成8位及16位。

模式:配置LSBFIRST位,可选择MSB先行还是LSB先行。

SPI初始化结构体

typedef struct
{uint16_t SPI_Direction;           uint16_t SPI_Mode;                uint16_t SPI_DataSize;           uint16_t SPI_CPOL;                uint16_t SPI_CPHA;               uint16_t SPI_NSS;                                uint16_t SPI_BaudRatePrescaler;  uint16_t SPI_FirstBit;          uint16_t SPI_CRCPolynomial;       
}SPI_InitTypeDef;

编程要点

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