FPGA(主机)STM32(从机)SPI通信(HAL库实现)

花椒且喵酱

已于 2023-05-19 12:43:16 修改

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分类专栏： FPGA 单片机文章标签： stm32 fpga spi

于 2021-08-26 21:23:39 首次发布

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本文记录了一次使用FPGA作为主机，通过ADC模块采集信号，存储到RAM中，然后通过SPI与STM32单片机进行数据传输的过程。在STM32端，数据被打印到串口并最终由Excel显示。作者遇到并解决了数据丢失的问题，包括SPI通信的优化和STM32电源问题。此外，还提到了在FFT应用中RAM大小的调整和数据接收点的选择策略。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

FPGA 作主机，
传输ADC的数据
STM32F4 作从机。

1、FPGA通过ADC模块采集信号（AD9220 10M采样率的模块）

我这是12位的就接了12根引脚，和一根10M时钟线

2、存储到RAM中

设置12位 258字的RAM （设置>=258)
勾选读使能

ram u_ram(
	.address	(address),
	.clock	(clk10M), 
	.data		(Data),
	.rden		(rden),
	.wren		(wren),
	.q			(q)
);

读写的过程(暂时没优化)

always@(posedge clk10M, negedge rst_n)
	if(!rst_n)
		begin 
		address<=0;
		wren<=1;
		flag<=0;
		tend<=0;
		start<=0;
		end
	else if(address<=260&&wren==1&&flag==0)
		begin
				if(address==260) 			//写完了开始读
				begin 
					flag<=1; 
					wren<=0;
					address<=0;
					rden<=1;				
					start<=1;			
				end
			else
				address<=address+1;	//地址+1
		end
	else if(flag==1&&rden==1&&address<=260&&nc==1&&tend==0)
		begin
			if(Start==0)begin
				address<=0;
				add0<=0; end				
			else if(add0==0)begin//延时一个周期，读取地址0的数据  这个没用了
				address<=0;
				add0<=1;
			end
				
			else	if(address==260)
				begin
					flag<=0;
					wren<=1;
					address<=0;
					rden<=0;						//读完重写
					tend<=1;
					start<=0;
				end
			else
				
				address<=address+1;
				tend<=1;							//SPI传输完才进行地址增加
				
		end
	else if(address>260)
		address<=0;
	else 
	begin
		if(nc==0)tend<=0;
		address<=address;						//地址不变
	end

（可能fifo更简便些，只是想试一试RAM）

因为要做FFT，所以需要256个点，但是为什么RAM设置>256的深度，经过反复的测试，在FPGA发送第一数据时，单片机可能跳过了，所以我选择往后移几个点接收。

3、通过SPI与单片机进行数据传输（POL=1，PHA=1）

SPI 我的结构
顶层模块，例化了，计数，sck，数据移位三个模块
这个比较复杂，可以直接套网上的代码

Start为单片机发送的开始传输的标志

在这里插入图片描述

4、单片机SPI采集到信号打印到串口上

这里有一点 MOSI 接 MOSI 而不像串口反接
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

  while (1)
  {
    HAL_GPIO_WritePin(Start_GPIO_Port,Start_Pin,GPIO_PIN_RESET);
	HAL_Delay(100);
	HAL_GPIO_WritePin(Start_GPIO_Port,Start_Pin,GPIO_PIN_SET);
	HAL_SPI_Receive(&hspi1,(uint8_t *)data2,259,0xff);
	for(int i=2;i<258;i++)
		printf("%d\r\n",data2[i]);	//不管黑白猫，能得到正确的数据，就行		
		HAL_Delay(2000);

    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }