STM32 SPI通信协议总结

简介

SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入），SDO（数据输出），SCK（时钟），CS（片选）。

SDO --主设备数据输出，从设备数据输入

SDI --主设备数据输入，从设备数据输出

SCLK --时钟信号，由主设备产生

CS --从设备使能信号，由主设备控制

工作过程：

1、主机启动发送过程，送出时钟脉冲信号

2、主移位寄存器的数据通过SDO移入到从移位寄存器，同时从移位寄存器中的数据通过SDI移人到主移位寄存器中

3、8(16)个时钟脉冲过后，时钟停顿，主移位寄存器中的8(16)位数据全部移人到从移位寄存器中，随即又被自动装入从接收缓冲器中，从机接收缓冲器满标志位(BF)和中断标志位(SSPIF)置“1”。同理，从移位寄存器中的8位数据全部移入到主寄存器中，随即又被自动装入到主接收缓冲器中．主接收缓冲器满标志位(BF)和中断标志位(SSPIF)置“1”

4、主CPU检测到主接收缓冲器的满标志位或者中断标志位置1后，就可以读取接收缓冲器中的数据。同样，从CPU检测到从接收缓冲器满标志位或中断标志位置1后，就可以读取接收缓冲器中的数据。

SPI有四种不同的数据传输时序，由CPOL和CPHL决定，CPOL是用来决定SCK时钟信号空闲时的电平，CPHA是用来决定采样时刻的：

CPOL=0，表示当SCLK=0时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于高电平时

CPOL=1，表示当SCLK=1时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于低电平时

CPHA=0，表示数据采样是在第1个边沿，数据发送在第2个边沿

CPHA=1，表示数据采样是在第2个边沿，数据发送在第1个边沿

STM32 SPI相关结构体：

typedef struct
{
  uint16_t SPI_Direction;
  uint16_t SPI_Mode; 
  uint16_t SPI_DataSize; 
  uint16_t SPI_CPOL; 
  uint16_t SPI_CPHA; 
  uint16_t SPI_NSS;   
  uint16_t SPI_BaudRatePrescaler;  
  uint16_t SPI_FirstBit;    
  uint16_t SPI_CRCPolynomial; 
}SPI_InitTypeDef;

STM32的配置步骤：

1、配置相关引脚的复用功能，使能SPIx时钟。调用函数：void GPIO_Init()；

2、初始化SPIx相关参数，设置SPIx工作模式。调用函数：void SPI_Init()；

3、使能SPIx。调用函数：void SPI_Cmd()；

4、SPI传输数据。调用函数：void SPI_I2S_SendData()；uint16_t SPI_I2S_ReceiveData()；

5、查看SPI传输状态。调用函数：SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE)；

void SPI2_Init(void)
{
 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );//GPIOB时钟使能 
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2,  ENABLE );//SPI2时钟使能 	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //PB13/14/15复用推挽输出 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB
 	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15);  //PB13/14/15置位
        //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
	SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  
	SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;	 //设置SPI工作模式:设置为主SPI
        //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
	SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;	
        SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;	//串行同步时钟的空闲状态为高电平
        //串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样
	SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;	
        //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制	
        SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;		
        //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
	SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;	
   	//指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
	SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
	SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;	//CRC值计算的多项式
	SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure); //根据SPI_InitStruct初始化外设SPIx寄存器
	SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); //使能SPI外设
	SPI2_ReadWriteByte(0xff);//启动传输		 
}   
//SPIx 读写一个字节，TxData:要写入的字节，返回值:读取到的字节
u8 SPI2_ReadWriteByte(u8 TxData)
{		
	u8 retry=0;	
        //检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空标志位			 	
	while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) 
	{
		retry++;
		if(retry>200) return 0;
	}			  
	SPI_I2S_SendData(SPI2, TxData); //通过外设SPIx发送一个数据
	retry=0;
        //检查指定的SPI标志位设置与否:接受缓存非空标志位
	while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) 
	{
		retry++;
		if(retry>200) return 0;
	}	  						    
	return SPI_I2S_ReceiveData(SPI2); //返回通过SPIx最近接收的数据					    
}

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