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SPI 是英语Serial Peripheral interface的缩写,顾名思义就是串行外围设备接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在 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,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,正是出于这种简单易用的特性,现在越来越多的芯片集成了这种通信协议,STM32也有SPI接口。
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。
SPI主要特点有:可以同时发出和接收串行数据;可以当作主机或从机工作;提供频率可编程时钟;发送结束中断标志;写冲突保护;总线竞争保护等。
读写操作是同时完成的,如果只是发送,忽略收到的数据就行了。如果只接收,发送一个空字节过去
SPI总线四种工作方式 SPI 模块为了和外设进行数据交换,根据外设工作要求,其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置,时钟极性(CPOL)对传输协议没有重大的影响。如果 CPOL=0,串行同步时钟的空闲状态为低电平;如果CPOL=1,串行同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位(CPHA)能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。如果CPHA=0,在串行同步时钟的第一个跳变沿(上升或下降)数据被采样;如果CPHA=1,在串行同步时钟的第二个跳变沿(上升或下降)数据被采样。SPI主模块和与之通信的外设备时钟相位和极性应该一致。
不同时钟相位下的总线数据传输时序如图28.1.1所示:
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图28.1.1 不同时钟相位下的总线传输时序(CPHA=0/1)
STM32的SPI功能很强大,SPI时钟最多可以到18Mhz,支持DMA,可以配置为SPI协议或者I2S协议(仅大容量型号支持,战舰STM32开发板是支持的)。
我们使用STM32的SPI2的主模式,下面就来看看SPI2部分的设置步骤吧,STM32的主模式配置步骤如下:
1)配置相关引脚的复用功能,使能SPI2时钟。
我们要用SPI2,第一步就要使能SPI2的时钟,SPI2的时钟通过APB1ENR的第14位来设置。其次要设置SPI2的相关引脚为复用输出,这样才会连接到SPI2上否则这些IO口还是默认的状态,也就是标准输入输出口。这里我们使用的是PB13、14、15这3个(SCK.、MISO、MOSI,CS使用软件管理方式),所以设置这三个为复用IO。
2)设置SPI2工作模式。
这一步全部是通过SPI2_CR1来设置,我们设置SPI2为主机模式,设置数据格式为8位,然后通过CPOL和CPHA位来设置SCK时钟极性及采样方式。并设置SPI2的时钟频率(最大18Mhz),以及数据的格式(MSB在前还是LSB在前)。
3)使能SPI2。
这一步通过SPI2_CR1的bit6来设置,以启动SPI2,在启动之后,我们就可以开始SPI通讯了。