stm32中SPI通信协议

总结stm32中的SPI通信

概要

SPI的工作方式与串行通信略有不同 - 它使用同步数据总线而不是异步数据总线。考虑到这一点，它使用单独的数据线和时钟，使接收端和发送端彼此保持完美同步。时钟是一个振荡信号，它告诉接收器何时对数据线上的位进行采样。这是时钟信号的上升沿或下降沿。当接收器检测到该边沿时，它将立即查看数据线以读取下一个位。SPI受欢迎的一个原因是，接收硬件可以是一个简单的移位寄存器，比异步串行通信所需的UART更简单、更便宜。

SPI通信协议有四根线组成：CS(NSS、SS)、SCK、SDI、SDO 。主要应用在EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器上，以及数字信号处理器和数字信号解码器之间。

基本特点：

1. 全双工
2. 同步
3. 串行
4. 可以多主机
5. 只有主机可以产生信号

如果主机连接多个从设备时，则每个从设备上都需要有一个片选引脚接入到主设备机中，当我们的主设备希望和某个从设备通信时，需要将对应从设备的片选引脚电平拉低。同时，SPI协议还规定时钟信号必须由主机提供给从机，从机自身不能产生和控制时钟信号，没有时钟信号同步从机不能正常工作。

主机和从机的连接方式：

时钟配置

由于SPI是同步的通信协议，所以其是需要时钟的。

配置三个参数：

1. 时钟频率：理论上可以配置任意大小的频率，但是一般受限于系统可以提供的时钟大小，SPI最大时钟频率。
2. 时钟极性：CPOL，表示SPI总线的极性，当其为0时，SPI总线的空闲状态是低电平，反之为高电平。
   
3. 时钟相位：CPHA，表示SPI总线的相位，当其为0的时候，表示从第一个跳变沿开始采样，为1的时候表示从第二个跳变沿开始采样。
   

CPOL和CPHA可以组合出四种工作模式，可以根据不同器件的支持情况和自己的需求进行选择和配置。

SPI通讯的优缺点

优点：

1. 全双工通讯，传输速度快
2. 没有开始位、停止位。数据传输不会终止

缺点：

1. 没有校验位，数据传输的准确性不足
2. 相较于I2C，其有4根线比较复杂

编程

初始化结构体定义

typedef struct
{
    uint16_t SPI_Direction;           /*设置SPI的单双向模式 */
    uint16_t SPI_Mode;                /*设置SPI的主/从机端模式 */
    uint16_t SPI_DataSize;            /*设置SPI的数据帧长度，可选8/16位 */
    uint16_t SPI_CPOL;                /*设置时钟极性CPOL，可选高/低电平*/
    uint16_t SPI_CPHA;                /*设置时钟相位，可选奇/偶数边沿采样 */
    uint16_t SPI_NSS;                /*设置NSS引脚由SPI硬件控制还是软件控制*/
    uint16_t SPI_BaudRatePrescaler;  /*设置时钟分频因子，fpclk/分频数=fSCK */
    uint16_t SPI_FirstBit;            /*设置MSB/LSB先行 */
    uint16_t SPI_CRCPolynomial;       /*设置CRC校验的表达式 */
} SPI_InitTypeDef;