STM32的SPI时钟


1)fPCLK不是CPU频率,而是外设总线的频率。

2)STM32的SPI时钟最快是18MHz,这是芯片设计时决定的。

3)STM32的SPI1在APB2上,SPI2和SPI3在APB1上,APB1的最高频率是36MHz,APB2的最高频率是72MHz;因此,为了不超过最高18MHz的设计要求,配置SPI2和SPI3时可以使用fPCLK/2的选项,而配置SPI1时则不能使用fPCLK/2的选项。
<think>我们正在讨论STM32SPI时钟极性和相位配置。根据引用[2],SPI时钟极性(CPOL)定义空闲时SCK的电平状态:CPOL=0时空闲为低电平,CPOL=1时空闲为高电平。时钟相位(CPHA)定义数据采样时刻:CPHA=0时在第一个边沿采样,CPHA=1时在第二个边沿采样。组合形成四种模式。根据引用[4],STM32中配置CPOL和CPHA是通过SPI控制寄存器(如SPI_CR1)的位实现的。在改变这些设置前,必须通过清除SPE位禁用SPI。主从设备必须配置相同的时序模式。引用[5]指出,CPOL位控制空闲状态:复位(0)时SCK空闲为低,置位(1)时空闲为高。CPHA位在SPI_CR1中同样有定义。具体配置步骤:1.确定从设备要求的模式(根据其数据手册)。2.在STM32中,通过SPI_CR1寄存器的CPOL和CPHA位设置对应模式。3.注意:修改配置前需禁用SPI(SPE=0),配置完成后重新使能(SPE=1)。四种模式的工波形:-模式0(CPOL=0,CPHA=0):SCK空闲低电平,数据在上升沿采样。-模式1(CPOL=0,CPHA=1):SCK空闲低电平,数据在下降沿采样。-模式2(CPOL=1,CPHA=0):SCK空闲高电平,数据在下降沿采样。-模式3(CPOL=1,CPHA=1):SCK空闲高电平,数据在上升沿采样。引用[3]提到数据传输同时进行(全双工),且需注意MSB/LSB先行设置的一致性。示例:若从设备要求模式3(空闲高电平,上升沿采样),则设置CPOL=1,CPHA=1。注意事项:-主从设备模式必须严格匹配。-修改配置前务必禁用SPI。-参考具体STM32型号的参考手册,寄存器名称可能略有差异(如SPIx_CR1)。相关问题:1.STM32中如何通过HAL库配置SPI的极性和相位?2.SPI通信中主从设备模式不匹配会导致什么问题?3.STM32SPI时钟频率如何计算和配置?4.如何用示波器验证SPI时钟极性和相位设置正确?</think>### STM32 SPI时钟极性与相位配置详解 #### 一、核心概念 1. **时钟极性(CPOL)** - 定义空闲状态时SCK时钟线的电平: - $CPOL = 0$:空闲时SCK为**低电平**(引用[2][5]) - $CPOL = 1$:空闲时SCK为**高电平** - 通过SPI控制寄存器`SPI_CR1`的`CPOL`位配置 2. **时钟相位(CPHA)** - 定义数据采样时刻: - $CPHA = 0$:在**第一个时钟边沿**采样数据 - $CPHA = 1$:在**第二个时钟边沿**采样数据 - 通过`SPI_CR1`的`CPHA`位配置(引用[4]) #### 二、四种工模式组合 $$ \begin{array}{|c|c|c|} \hline \text{模式} & \text{CPOL/CPHA} & \text{数据采样时刻} \\ \hline \text{Mode 0} & 0/0 & \text{SCK上升沿采样} \\ \text{Mode 1} & 0/1 & \text{SCK下降沿采样} \\ \text{Mode 2} & 1/0 & \text{SCK下降沿采样} \\ \text{Mode 3} & 1/1 & \text{SCK上升沿采样} \\ \hline \end{array} $$ > 注:边沿方向由CPOL决定(引用[2][4]) #### 三、STM32配置步骤 1. **禁用SPI** 修改配置前必须先清除`SPI_CR1`的`SPE`位(SPI使能位)(引用[4]): ```c SPI1->CR1 &= ~SPI_CR1_SPE; // 禁用SPI ``` 2. **设置极性与相位** 根据从设备要求选择模式(以Mode 3为例): ```c // CPOL=1: 空闲高电平 | CPHA=1: 第二个边沿采样 SPI1->CR1 |= SPI_CR1_CPOL | SPI_CR1_CPHA; ``` 3. **重新使能SPI** ```c SPI1->CR1 |= SPI_CR1_SPE; // 使能SPI ``` #### 四、关键注意事项 1. **主从设备必须严格匹配** CPOL/CPHA配置不一致会导致数据采样错位(引用[2][4]) 2. **边沿与极性的对应关系** - 当$CPOL=0$时:第一个边沿=上升沿,第二个边沿=下降沿 - 当$CPOL=1$时:第一个边沿=下降沿,第二个边沿=上升沿 (引用[2]图例) 3. **数据有效性窗口** - $CPHA=0$:数据在第一个边沿**前**需稳定(引用[2]) - $CPHA=1$:数据在第二个边沿**前**需稳定 #### 五、典型配置示例 **场景**:连接SD卡(通常需Mode 0) ```c // Mode 0: CPOL=0, CPHA=0 SPI1->CR1 &= ~(SPI_CR1_CPOL | SPI_CR1_CPHA); ``` > 此时:空闲时SCK=低电平,数据在SCK**上升沿**被采样(引用[3]) #### 六、调试建议 1. 用示波器检查SCK空闲电平是否符合CPOL设置 2. 验证MOSI/MISO数据跳变沿与采样沿的时序关系 3. 检查从设备手册确认其支持的SPI模式
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