STM32F407之SPI（软件）

最新推荐文章于 2025-04-24 11:47:02 发布

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分类专栏： # STM32F407 文章标签： stm32 单片机

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基础知识：

SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线。使用3 条总线及n个片选线（n取决于从机数量），SPI可以一个主机连接单个或多个从机，每个从机都有唯一片选线。

MOSI（主机输出/从机输入）——主机向从机发送数据的线
MISO（主机输入/从机输出）——从机向主机发送数据的线
SCLK（时钟）——时钟信号线
SS/CS/NSS（片选线）——用于主机选择与哪个从机数据交互的线

协议原理

理解两部分

第一部分（信号的开始与结束）

某从机NSS信号线由高变低（被选中），是SPI 通讯的起始信号。开始准备与主机通讯。

此从机NSS 信号由低变高（取消选中），是 SPI 通讯的停止信号，表示本次通讯结束。

第二部分（时钟线的极性与相位）

SPI一共有四种通讯模式，是由SCK空闲时的两种状态和数据的两种采样方式产生的。在此引入“ 时钟极性CPOL ” 和 “ 时钟相位CPHA ” 的概念。

时钟极性 CPOL 是指 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 是指数据的采样的时刻，即MOSI 或MISO 数据线上的信号将会在

当CPHA=0 时，数据线在SCK 的“奇数边沿”采样。

当CPHA=1 时，数据线在SCK 的“偶数边沿”采样。

例：（奇数1、3、5、7、9......）

补充

MOSI 及 MISO 数据线在SCK 的每个时钟周期传输一位数据，且数据输入输出是同步的。

若只进行发送操作，主机需忽略接收到的字节；若主机要读取从机的一个字节，就必须发送一个字节（一般0XFF）来引发从机的传输。 你发一个数据必然会收到一个数据；你要收一个数据必须也要 先 发一个数据（主机产生时钟信号）。

应用（片上外设FLASH）

因为是片上外设，所有根据STM32F407的原理图，查找对应引脚，直接引脚复用即可，（别的开发板或外设，需简单配置引脚）

FLASH 芯片中还有 WP# 和 HOLD 引脚。

WP 引脚可控制写保护功能，当该引脚为低电平时，禁止写入数据。我们直接接电源，不使用写保护功能。
HOLD 引脚可用于暂停通讯，该引脚为低电平时，通讯暂停，数据输出引脚输出高阻抗状态，时钟和数据输入引脚无效。我们直接接电源，不使用通讯暂停功能。

思路：

初始化通讯使用的目标引脚及端口时钟；
使能SPI 外设的时钟；
配置SPI 外设的模式、地址、速率等参数并使能SPI 外设；
编写基本SPI 按字节收发的函数；
编写对FLASH 擦除及读写操作的的函数；
编写测试程序，对读写数据进行校验。

    SPI_InitTypeDef	  SPI_InitStructure;
    /*spi 时钟使能*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,ENABLE);
    /* FLASH_SPI 模式配置 */
	SPI_InitStructure.SPI_Direction=SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;//通讯方向双线全双工
	SPI_InitStructure.SPI_Mode=SPI_Mode_Master;//主机模式
	SPI_InitStructure.SPI_DataSize=SPI_DataSize_8b;//数据帧大小是8位
	/* FLASH芯片支持SPI模式0及模式3 可设置CPOL=1 CPHA=1 */
	SPI_InitStructure.SPI_CPOL=SPI_CPOL_High;
	SPI_InitStructure.SPI_CPHA=SPI_CPHA_2Edge;
	SPI_InitStructure.SPI_NSS=SPI_NSS_Soft;//片选信号由软件触发，我们可自行编程
	SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler=SPI_BaudRatePrescaler_2;//时钟分频，84Mhz/2=42Mhz
	SPI_InitStructure.SPI_FirstBit=SPI_FirstBit_MSB;//高位先行
	SPI_Init(SPI1,&SPI_InitStructure);
	
	/*使能FLASH_SPI*/
	SPI_Cmd(SPI1,ENABLE);

参数介绍

SPI_Direction

设置 SPI 的通讯方向，可设置为双线全双工 (SPI_Direction_2Lines_FullDuplex) ，双线只接收(SPI_Direction_2Lines_RxOnly)，单线只接收 (SPI_Direction_1Line_Rx) 、单线只发送模式(SPI_Direction_1Line_Tx)。

SPI_Mode

设置 SPI 工作在主机模式 (SPI_Mode_Master) 或从机模式 (SPI_Mode_Slave ) ，这两个模式的最大区别为SPI 的 SCK 信号线的时序， SCK 的时序是由通讯中的主机产生的。若被配置为从机模式， STM32的SPI 外设将接受外来的 SCK 信号。

SPI_DataSize

选择 SPI 通讯的数据帧大小是为 8 位 (SPI_DataSize_8b) 还是 16 位 (SPI_DataSize_16b) 。

SPI_CPOL 和SPI_CPHA

配置 SPI 的时钟极性 CPOL 和时钟相位 CPHA ，这两个配置影响到 SPI 的通讯模式，时钟极性 CPOL 成员，可设置为高电平(SPI_CPOL_High) 或低电平 (SPI_CPOL_Low ) 。时钟相位 CPHA 则可以设置为SPI_CPHA_1Edge(在 SCK 的奇数边沿采集数据 ) 或 SPI_CPHA_2Edge( 在 SCK 的偶数边沿采集数据 )。