基于 STM32 的 SPI 通讯

**基于STM32的SPI通讯详解** 在嵌入式系统设计中，STM32微控制器因其高性能、低功耗的特点而被广泛应用。其中，SPI（Serial Peripheral Interface）串行外设接口是一种简单高效的通信协议，常用于连接各种外设，如传感器、液晶屏、EEPROM等。本篇将详细讲解如何在STM32上实现SPI通信，以及如何使用Keil编译器进行程序开发。 我们需要了解SPI的基本概念。SPI是一种同步串行通信协议，由主机（Master）和从机（Slave）组成，数据传输方向可以是单向或双向。SPI有四种工作模式（CPOL和CPHA的不同组合），主要区别在于时钟相位和极性。在STM32中，SPI接口通常包含以下寄存器：SPI_CR1、SPI_CR2、SPI_I2SCFGR、SPI_SR等，它们用于配置和控制SPI的工作状态。 1. **配置STM32的SPI** - 初始化：首先要设置SPI时钟，例如通过RCC_APB2ENR中的SPI1EN位开启SPI1时钟。然后，根据应用需求选择合适的SPI模式、时钟频率、数据宽度等，通过SPI_CR1和SPI_CR2寄存器进行配置。 - 选择从设备：SPI有NSS（ Slave Select）线，用于选中相应的从设备。可以设置为硬件或软件控制，通过SPI_CR1寄存器的SSM和SSI位来决定。 - 设置时钟极性和相位：通过SPI_CR1寄存器的CPOL和CPHA位设置SPI工作模式。 2. **SPI数据传输** - 主机启动传输：当SPI处于空闲状态且未发生故障时，可以通过写SPI_CR1寄存器的SPE位启动SPI接口。 - 数据发送与接收：在SPI传输过程中，数据通过SPI_DR寄存器进行读写。写入SPI_DR的数据将在下一次时钟上升沿（或下降沿，取决于CPHA设置）发送出去，同时接收缓冲器中会填充新接收到的数据。 - 完成传输：SPI传输完成的标志通常在SPI_SR寄存器中，如TXE（发送缓冲区为空）和RXNE（接收缓冲区非空）标志。根据这些标志，我们可以编写中断服务程序或者轮询方式处理数据交换。 3. **Keil编译环境** - 创建工程：在Keil μVision中创建一个新的STM32工程，选择对应的芯片型号，如STM32F103C8T6。 - 添加库文件：将STM32的HAL库或LL库添加到工程中，这些库提供了SPI接口的函数封装，方便我们快速进行SPI配置和操作。 - 编写代码：使用HAL或LL库提供的函数，如HAL_SPI_Init()、HAL_SPI_TransmitReceive()等进行SPI初始化和数据传输。 - 编译调试：编译代码并下载到STM32板子，利用Keil的仿真功能或外部硬件调试器进行调试，确保SPI通信正常。 4. **示例代码** ```c #include "stm32f1xx_hal.h" void SPI_Config(void) { SPI_HandleTypeDef hspi; hspi.Instance = SPI1; // 配置SPI参数 hspi.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_2; // 时钟预分频 hspi.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES; hspi.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE; hspi.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW; hspi.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT; hspi.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB; hspi.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT; hspi.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE; hspi.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE; hspi.Init.CRCPolynomial = 7; HAL_SPI_Init(&hspi); } void SPI_Transfer(uint8_t data) { while(HAL_SPI_GetState(&hspi) != HAL_SPI_STATE_READY); HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi, &data, &data, 1, HAL_MAX_DELAY); } ``` 上述代码中，SPI_Config()函数用于配置SPI，SPI_Transfer()函数用于发送和接收一个字节数据。 总结，基于STM32的SPI通信涉及硬件配置、数据传输和软件编程等多个环节。理解SPI协议的基本原理，掌握STM32的SPI接口寄存器设置，以及熟悉Keil编译环境的使用，都是实现SPI通信的关键。在实际项目中，我们需要根据具体的应用场景和外设需求，灵活调整SPI的配置参数，以达到最佳的通信效果。