STM32 SPI学习笔记！

最新推荐文章于 2025-10-13 00:03:33 发布

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本文深入探讨了SPI（Serial Peripheral Interface）通信协议的核心概念、关键特性及其在实际开发中的应用。包括SPI的基本组成、通信速率、主从模式、关键设置、发送与中断机制、CRC错误校验以及软件配置步骤。重点介绍了如何通过查询或中断方式实现数据的发送与接收，并讨论了SPI与其他通信协议的相似之处。此外，本文强调了SPI在与外部设备如Flash、EEPROM、ADC等通信时的高效性和便捷性。

A.SPI特性

1.SPI一共有四根线，一根片选线CS，一根时钟线SCK，两根信号线MOSI或者是MISO

2.SPI的通信速率很快，不同舍设备可以达到10M+

3.通信方式

最大的特点使用主从模式，在总线上移动存在主设备和从设备，主设备发送数据，从设备接收数据。主从设备的通信信号，NSS，当主设备要发送数据时，将设一个引脚的电平拉低，从设备的对应NSS引脚接收低电平信号将会进入从设备接收模式。如果不通过硬件相连接NSS，也可以在使用软件方式来内部驱动NSS进入对应主从模式。

注意SPI的两个信号引脚MISO和MOSI，M代表Main，S代表Slave，在主从模式同一引脚并不都为输入获都为输出而是对应交换的。

主设备的SCK输出同步时钟到从设备上面，作为外部时钟驱动。

4.一些关键的设置：

第一、CPOL位设置，在SPI_CR1寄存器中，它决定了在空闲状态下SCK的电平状态。CPOL=1 表示空闲状态下是高电平。

第二、CPHA设置，时钟相位设置，设置在在SCK时钟的第几个时钟边沿进行采样，当CPHA=1时在第二个边沿进行数据采样。

第三、数据帧的格式，SPI_CR1的LSBFIRST设置MSB还是LSB在前；DFF位设置数据时16位还是8位的，SPI的数据寄存器是16位的根据设置自动无额定使用8位或16位。

第四、波特率设置，SPI_CR1中BR[2:0]设置对挂载的时候输入的分频

第五、主从模式设置，设置设置SPI_CR1寄存器的SSM位和SSI位设置SPI的NSS是工作的软件模式或是硬件模式

第六、设置工作模式，有全双工模式、单向只接收获只发送模式。设置SPI_CR1寄存器中的BIDIMODE等。

5.发送方式与中断

a.发送前应该先等待TXE 标志( 发送缓冲器空)，表名上一帧数据已经发送完毕；SPI_CR2寄存器中设置了TXEIE 位是对应的外设中断使能位，如果在打开了NVIC中的CPU中断通道，将会将进入中断，可以采用这种终端的发送方式

b.与上面类似，读数据前应该先等待RXNE 标志置位，表示接收缓冲器非空，可以读取数据，硬件自动清除标志位，如果使能对应RXNEIE，及打SPI开接收中断，如果在使能CPU级别的中断将会进入中断服务程序。

当然也可采用查询的方式来发送或接收。

另外如果需要尖山哦CPU开销，同时提高SPI的发送速率，还可以采用DMA来接管SPI的数据发送和接收，保证总线上通信的连续性。

6.CRC错误校验，CRCEN位启用校验，它会在数据发送完成之后，自动发送一个CRC校验值，从机检查与自己的SPI_TXCRCR数值是否匹配来判断是否有发送错误。

主模式失效事件 MODF ，溢出错误 OVR ，CRC错误标志 CRCERR，对应了一个错误中断ERRIE 通道。

7.软件配置：

第一步开启GPIO的复用：

SPI3的复用引脚：

SPI2的引脚复用：

先挂载GPIO时钟，使能SPI时钟，配置GPIO复用，将输出引荐NSS,SCK，MOSI，MISO，这厮个引脚在SPI通信中都可能出现双向的信号，应该配置成推挽输出。

初始化和读写函数如下：

void Init_SPI()
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
  SPI_InitTypeDef    SPI_InitStructure; 
 
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );         
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2,    ENABLE );         
 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15; 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;                  
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);                             
 
  SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;                      
  SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;         
  SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;                         
  SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;                     
  SPI_InitStructure.SPI_CPOL =  SPI_CPOL_High;                        
  SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;                     
  SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;    
  SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;                     
  SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;                           
  SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);                                 
  
  SPI_Cmd(SPI2, ENABLE);                                        
}
 u8 read_data()
{
	u8 ch;
	while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET)	//查询发送器是否为空						{
		ch = SPI_I2S_ReceiveData(SPI2); 
	}
	return ch;
}

void send_data(u8 ch)
{
	while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET)	//查询接收器是否非空			
	{
		SPI_I2S_SendData(SPI2,ch);
	}
}

上面的发送方式是采用查询的方式，在想要发送数据的时候调用。
如果想要周期性的发送，或者采用中断发送，可以在想要发送的时候设置使能TXE的中断，变回当TXE位置位以后进入发送中断。
也可以打开接收中断使能，这样当外部有数据到达时，便会自动进入到中断，这是可以对接收到的数据进行处理。

总的来看，SPI通信的使用方法跟SCI是非常像的，所以通信协议的制定可以参考一起拿使用SCI时的方式，一般来讲多用SPI于外部器件如Flash，EEPROM,AD等通信，SPI的速度快，简单易操作，非常常用。