友情链接：【小项目关键技术】硬件通信三种方式、串口、IIC、SPI

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SPI 是英语 Serial Peripheral interface 的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是 Motorola 首先在其 MC68HCXX 系列处理器上定义的。

SPI 接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时 钟，AD 转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。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，节约了芯片的管脚，同时为 PCB 的布局 上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，STM32 也有 SPI 接口。下面我们看看 SPI 的内部简明图（图 25.1.1）：



SPI 接口一般使用 4 条线通信：

  1. MISO 主设备数据输入，从设备数据输出。
  2. MOSI 主设备数据输出，从设备数据输入。
  3. SCLK 时钟信号，由主设备产生。
  4. CS 从设备片选信号，由主设备控制。

SPI 主要特点有：

  1. 可以同时发出和接收串行数据；
  2. 可以当作主机或从机工作；
  3. 提供频率可 编程时钟；
  4. 发送结束中断标志；
  5. 写冲突保护；
  6. 总线竞争保护等。

SPI 总线四种工作方式 SPI 模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。如果 CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果 CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位（CPHA）能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。如果 CPHA=0， 在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；如果 CPHA=1，在串行同步时钟 的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样。SPI 主模块和与之通信的外设备时钟相位和极性应该一致。


STM32 的主模式配置步骤如下：


功能 函数
1. 配置相关引脚的复用功能，使能 SPI1 时钟 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );//PORTA 时钟使能
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI1, ENABLE );//SPI1 时钟使能
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //PA5,6,7 复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化 GPIOB
2. 初始化 SPI1，设置 SPI1 工作模式 void SPI_Init(SPI_TypeDef_ SPIx, SPI_InitTypeDef_ SPI_InitStruct);
3. 使能 SPI1 SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能 SPI 外设
4. SPI 传输数据 void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef_ SPIx, uint16_t Data);
void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef_ SPIx, uint16_t Data);
5. 查看 SPI 传输状态 SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE);

main.c

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "lcd.h"
#include "key.h"
#include "spi.h"
#include "flash.h"

//ALIENTEK Mini STM32开发板范例代码20
//SPI实验  
//技术支持：www.openedv.com
//广州市星翼电子科技有限公司
   	
//要写入到W25Q64的字符串数组
const u8 TEXT_Buffer[]={"MiniSTM32 SPI TEST"};
#define SIZE sizeof(TEXT_Buffer)	 
 int main(void)
 { 
	u8 key;
	u16 i=0;
	u8 datatemp[SIZE];
	u32 FLASH_SIZE;
	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
	uart_init(9600);	 	//串口初始化为9600
	LED_Init();		  		//初始化与LED连接的硬件接口
 	LCD_Init();
	KEY_Init();				//按键初始化		 	
	SPI_Flash_Init();  		//SPI FLASH 初始化 	 
 	POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色 
	LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"Mini STM32");	
	LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"SPI TEST");	
	LCD_ShowString(60,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
	LCD_ShowString(60,110,200,16,16,"2014/3/9");	
	LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"WK_UP:Write  KEY0:Read");	//显示提示信息		
	while(SPI_Flash_ReadID()!=W25Q64)							//检测不到W25Q64
	{
		LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"25Q64 Check Failed!");
		delay_ms(500);
		LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"Please Check!      ");
		delay_ms(500);
		LED0=!LED0;//DS0闪烁
	}
	LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"25Q64 Ready!");

	FLASH_SIZE=8*1024*1024;	//FLASH 大小为8M字节
  	POINT_COLOR=BLUE;		//设置字体为蓝色	  
	while(1)
	{
		key=KEY_Scan(0);
		if(key==WKUP_PRES)	//WK_UP 按下,写入W25Q64
		{
			LCD_Fill(0,170,239,319,WHITE);//清除半屏    
 			LCD_ShowString(60,170,200,16,16,"Start Write W25Q64....");
			SPI_Flash_Write((u8*)TEXT_Buffer,FLASH_SIZE-100,SIZE);		//从倒数第100个地址处开始,写入SIZE长度的数据
			LCD_ShowString(60,170,200,16,16,"W25Q64 Write Finished!");	//提示传送完成
		}
		if(key==KEY0_PRES)	//KEY0 按下,读取字符串并显示
		{
 			LCD_ShowString(60,170,200,16,16,"Start Read W25Q64.... ");
			SPI_Flash_Read(datatemp,FLASH_SIZE-100,SIZE);				//从倒数第100个地址处开始,读出SIZE个字节
			LCD_ShowString(60,170,200,16,16,"The Data Readed Is:  ");	//提示传送完成
			LCD_ShowString(60,190,200,16,16,datatemp);					//显示读到的字符串
		}
		i++;
		delay_ms(10);
		if(i==20)
		{
			LED0=!LED0;//提示系统正在运行	
			i=0;
		}		   
	}
}

spi.c

#include "spi.h"

//以下是SPI模块的初始化代码，配置成主机模式，访问SD Card/W25X16/24L01/JF24C							  
//SPI口初始化
//这里针是对SPI1的初始化

SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;

void SPI1_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  
	RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE );	
 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

 	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7);

	SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //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_Mode = SPI_Mode_Master;		//设置SPI工作模式:设置为主SPI
	SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;		//设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
	SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;		//选择了串行时钟的稳态:时钟悬空高
	SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;	//数据捕获于第二个时钟沿
	SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;		//NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制
	SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256;		//定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
	SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;	//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_CRCPolynomial = 7;	//CRC值计算的多项式
	SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器
 
	SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI外设
	
	SPI1_ReadWriteByte(0xff);//启动传输		 
}   
//SPI 速度设置函数
//SpeedSet:
//SPI_BaudRatePrescaler_2   2分频   (SPI 36M@sys 72M)
//SPI_BaudRatePrescaler_8   8分频   (SPI 9M@sys 72M)
//SPI_BaudRatePrescaler_16  16分频  (SPI 4.5M@sys 72M)
//SPI_BaudRatePrescaler_256 256分频 (SPI 281.25K@sys 72M)
  
void SPI1_SetSpeed(u8 SpeedSet)
{
	SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SpeedSet ;
  	SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
	SPI_Cmd(SPI1,ENABLE);
} 

//SPIx 读写一个字节
//TxData:要写入的字节
//返回值:读取到的字节
u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TxData)
{		
	u8 retry=0;				 	
	while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空标志位
		{
		retry++;
		if(retry>200)return 0;
		}			  
	SPI_I2S_SendData(SPI1, TxData); //通过外设SPIx发送一个数据
	retry=0;

	while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET)//检查指定的SPI标志位设置与否:接受缓存非空标志位
		{
		retry++;
		if(retry>200)return 0;
		}	  						    
	return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); //返回通过SPIx最近接收的数据					    
}

spi.h

#ifndef __SPI_H
#define __SPI_H
#include "sys.h"
 				  	    													  
void SPI1_Init(void);			 //初始化SPI口
void SPI1_SetSpeed(u8 SpeedSet); //设置SPI速度   
u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TxData);//SPI总线读写一个字节
		 
#endif