STM32F4 SPI 学习笔记

SPI 全称Serial Peripheral Interface

SPI的最高时钟高达45MHZ

下图表达了SPI的工程原理，通过两根线（MISO和MOSI）进行数据传输，数据的读写同步进行，通过移位寄存器完成数据的交换。

SPI的4条通讯线：

MISO: Master Input Slave Output

MOSI: Master Output Slave Input

CS: Chip Select

SCLK: System Clock

前两根线是数据传输线，最后一跟 是系统时钟线 ，主要看第三根线CS，信号片选：

这是别人写的一个不错的解释  https://blog.csdn.net/STL1634614466/article/details/69375138

总结如下：

CS在也叫NSS(Number Slave Select)，分为软件和硬件控制，如果用硬件NSS，只能通过PF6这个口控制，因此只能于一台Slave连接。因此一般用软件NSS，通过普通IO输出数字电平到Slave的片选端口，如果是低电平，则工作，如果是高电平则不连接。

SPI的相关配置如下：

1. 时钟极性：CPOL = 0 -> 时钟空闲为低电平； CPOL = 1 -> 时钟空闲为高电平；

2. 时钟相位：CPHA = 0 -> 时钟第一个跳变沿采集数据； CPHA = 1 -> 时钟第二个跳变沿采集数据；（两种不同的传输协议）

提醒：主从机的时钟极性和时钟相位应保持一致。

3. MODE: 可以配置为Master 或者 Slave，主从模式的区别在于时钟来源于主机

4. 传输方向：只读，双向单线，双向双线

5. SPI波特率分频系数

6. 开始位：MSB 或者 LSB

7. NSS软件控制还是硬件控制

8. 帧格式：SPI Motorola 或者 TI

9. 是否开启CRC校验

10. 如果开启CRC，测需要设置CRC多项式

关于SPI的配置，差不多就这些了，需要配置相关的寄存器。当然，HAL库早就将其封装好了，直接调用就行了。

下面就是STM32中SPI的使用过程了：

STEP1:打开SPI时钟

__HAL_RCC_SPI5_CLK_ENABLE();

STEP2:对SPI进行相关的配置

HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Init(SPI_HandleTypeDef *hspi);

　　上面的代码中相关的配置很多，具体已经在之前罗列了，大概就10个相关的配置。

STEP3:使能SPI

__HAL_SPI_ENABLE(&SPI5_Handler);

STEP4:数据传输

HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Transmit(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData,uint16_t Size,uint32_t Timeout);
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_Receive(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pData,uint16_t Size,uint32_t Timeout);
HAL_StatusTypeDef HAL_SPI_TransmitReceive(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint8_t *pTxData,uint8_t *pRxData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

以上部分大多参考正点原子的资料整理的。下面我们来通过CUBEMX配置自己的SPI，通过SPI连接到一个FLASH，并实现批量数据的传输。

 首先打开在CUBEMX上的配置：

选择全双工，并且禁止硬件NSS。接下来就是在Configuration界面配置SPI的一些参数，下面我随便配置了一下，注意主机和从机一些参数要保持一致，DMA和中断我们就先不用了。

配置好了，接下来我们生成工程文件吧！

 打开生成好的文件，找到Application/User目录下spi.c，里面有个函数就是用于配置我们在图形界面配置的参数。

void MX_SPI5_Init(void)
{

  hspi5.Instance = SPI5;
  hspi5.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;
  hspi5.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;
  hspi5.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;
  hspi5.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_HIGH;
  hspi5.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_2EDGE;
  hspi5.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;
  hspi5.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_2;
  hspi5.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;
  hspi5.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;
  hspi5.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;
  hspi5.Init.CRCPolynomial = 10;
  if (HAL_SPI_Init(&hspi5) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }
}

void HAL_SPI_MspInit(SPI_HandleTypeDef* spiHandle)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  if(spiHandle->Instance==SPI5)
  {
  /* USER CODE BEGIN SPI5_MspInit 0 */

  /* USER CODE END SPI5_MspInit 0 */
    /* SPI5 clock enable */
    __HAL_RCC_SPI5_CLK_ENABLE();
  
    /**SPI5 GPIO Configuration    
    PF7     ------> SPI5_SCK
    PF8     ------> SPI5_MISO
    PF9     ------> SPI5_MOSI 
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF5_SPI5;
    HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);

  /* USER CODE BEGIN SPI5_MspInit 1 */

  /* USER CODE END SPI5_MspInit 1 */
  }
}

这个函数在main.c里已经帮你调用了，CUBEMX真棒！

接下来我们就用STM32这个主机与一块FLASH从机进行通讯吧！

我们在这里调用一下正点原子整理的两个文件spi.c和w25qxx.c以及他们的头文件。通过一个定时器不断扫描按键状态，并且在while（1）里面写入：

  while (1)
  {
        switch (SPI_KEY) {
            case KEY0_PRES:
                W25QXX_Write((u8*)"showtimewalker", 0x00, 14);
                LED0 = !LED0;
                break;
            case KEY1_PRES:
                W25QXX_Write((u8*)"ShowTimeWalker", 0x00, 14);
                LED0 = !LED0;
                break;
            case KEY2_PRES:
                W25QXX_Read(DisPlayString, 0x00, 14);
                POINT_COLOR = BLUE;
                LCD_ShowString(10 + DisPlayCutoffX,60 + DisPlayCutoffY,300,16,16,(char*)DisPlayString);
                DisPlayCutoffY += 18;
                if (DisPlayCutoffY == 198){
                    DisPlayCutoffX += 120;
                    DisPlayCutoffY = 0;
                }
                LED0 = !LED0;
                delay_ms(50);
                break;
        }

编译通过，然后我们按下KEY0，写入“showtimewalker”，按下KEY1，写入“ShowTimeWalker”，按下KEY2，读出数据，并且显示到显示屏上。看一下实际测试结果吧：

OK，调试成功，值得一提的是，FLASH中的数据是掉电不消失的哦，因此可以用于存储一下特殊数据。

有疑问欢迎大家讨论。谢谢阅读。