学习STM32的SPI总线通信

原创于 2024-10-18 01:32:21 发布 · 563 阅读

5 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#学习 #stm32 #单片机

SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行外设接口，常用于单片机和外部设备之间的通信。在STM32中，SPI总线通信被广泛应用于连接各种外设，如传感器、显示器、存储器等。

本文将通过一个具体的案例，详细介绍STM32的SPI总线通信的相关内容，并给出相应的代码示例。

硬件连接在开始编写代码之前，首先需要正确连接硬件。对于STM32的SPI总线通信，一般需要四根线：SCK（时钟线）、MISO（主设备输入从设备输出线）、MOSI（主设备输出从设备输入线）和CS（片选线）。具体的连接方式可以参考开发板或外设的相关文档。
SPI初始化配置在使用SPI总线通信之前，需要对SPI进行初始化配置。以下是一个示例代码片段，用于配置SPI的参数：

#include "stm32f4xx.h"

void SPI_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    SPI_InitTypeDef SPI_InitStruct;

    // 使能SPI时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);

    // 配置SCK和MOSI引脚为复用功能模式
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
    GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    // 配置CS引脚为输出模式
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
    GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    // 配置NSS引脚为软件片选模式
    SPI_InitStruct.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;

    // 设置SPI为主模式
    SPI_InitStruct.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;

    // 设置SPI的时钟分频系数
    SPI_InitStruct.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;

    // 设置SPI的数据位长度
    SPI_InitStruct.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;

    // 设置SPI的数据传输顺序
    SPI_InitStruct.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;

    // 初始化SPI
    SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStruct);

    // 使能SPI
    SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
}

以上代码中，使用了STM32库函数来进行SPI的初始化配置。首先需要使能SPI的时钟，然后配置相应的引脚为SPI功能，包括SCK和MOSI引脚，以及CS引脚。接下来设置SPI的一些参数，如NSS引脚的片选模式、工作模式（主模式或从模式）、时钟分频系数、数据位长度和数据传输顺序等。最后通过调用SPI_Init函数来初始化SPI，并使能SPI。

读取从设备数据在SPI总线通信中，主设备通过向从设备发送命令，从设备将相应的数据返回给主设备。以下是一个示例代码片段，用于从外部设备读取数据：

uint8_t SPI_ReadByte(void)
{
    // 片选信号置低
    GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);

    // 发送命令
    SPI_I2S_SendData(SPI1, command);

    // 等待发送完成
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);

    // 等待接收完成
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);

    // 读取接收到的数据
    uint8_t data = SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);

    // 片选信号置高
    GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);

    return data;
}

以上代码中，首先将片选信号置低，以选中从设备。然后使用SPI_I2S_SendData函数将命令发送给从设备，并使用SPI_I2S_GetFlagStatus函数检查发送和接收是否完成。最后通过SPI_I2S_ReceiveData函数读取从设备返回的数据，并将片选信号置高。

向从设备写入数据除了读取从设备返回的数据，主设备还可以向从设备写入数据。以下是一个示例代码片段，用于向外部设备写入数据：

void SPI_WriteByte(uint8_t data)
{
    // 片选信号置低
    GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);

    // 发送数据
    SPI_I2S_SendData(SPI1, data);

    // 等待发送完成
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);

    // 片选信号置高
    GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
}

以上代码中，首先将片选信号置低，以选中从设备。然后使用SPI_I2S_SendData函数将数据发送给从设备，并使用SPI_I2S_GetFlagStatus函数检查发送是否完成。最后将片选信号置高。

主设备发送命令并接收数据示例下面是一个完整的示例代码片段，通过SPI总线通信从外部设备读取数据：

#include "stm32f4xx.h"

void SPI_Init(void)
{
    // SPI初始化配置代码片段
}

uint8_t SPI_ReadByte(void)
{
    // 读取从设备数据代码片段
}

int main(void)
{
    // 初始化SPI
    SPI_Init();

    // 发送命令并接收数据
    uint8_t command = 0x01;
    uint8_t data = 0;

    // 读取数据
    data = SPI_ReadByte();

    while (1)
    {
        // 循环执行其他任务
    }
}

以上代码中，首先通过SPI_Init函数初始化SPI总线。然后通过调用SPI_ReadByte函数读取从设备的数据。

通过以上的示例代码，可以实现STM32的SPI总线通信。当然，实际应用中还需要根据具体的外设和通信协议进行相应的配置和调试。希望本文对你学习STM32的SPI总线通信有所帮助。