2020年10月10日 | 【STM8】SPI通讯

这篇内容有点长，如果有人想透过我的博客学习STM8的SPI，那是我的荣幸

首先我要先说大纲，这样大家心里比较有底，可以把精力都用在SPI理解上

【SPI初步介绍】：介绍SPI如何接线、名称解释、通讯注意事项

【SPI引脚 - 初始化（上）】：相对于STM8，SPI的引脚位置说明，还有引脚的设置，另外还有初始化的部分代码

【SPI寄存器 - 初始化（下）】：使用寄存器做一些设定，例如波特率、SPI开启或关闭、SPI中断、传输方式。。。太多了，要看寄存器手册，我有整理图片出来，另外还包括完整的初始化代码

【SPI通讯】：SPI发送数据、SPI轮询方式接收数据、SPI中断方式接收数据

【SPI初步介绍】

下图是SPI的通讯方式

M：Master（主）

S：Slave（从）

I：Input（输入）

O：Output（输出）

MISO：主设备（M）接收（I）数据，从设备（S）输出（O）数据

MOSI：主设备（M）输出（O）数据，从设备（S）接收（I）数据

SCK：时钟讯号

GPIO：普通I/O口

NSS：或叫SS，由外部的高低电平决定自己是主机还是从机，在STM8里，可以由软件决定，从而省下一个引脚去做别的事情，其他的芯片，就要去看datasheet才知道了

CS：片选（不一定会有），从机决定接收数据的依据，应用在SPI一主多从，就像广播一样，『一年二班小朋友起立！』，但一年一班的小朋友也听到了，不过你不要起立啊，当然，一主一从也有可能用到的

上面解释了各引脚功能，下面解释SPI的通讯方式：

MOSI：主机发送线路。额外说明，主机想收到从机数据，主机要提供SCK，但是产生SCK的唯一条件，就是主机要发数据出去，哪怕是无意义的数据（伪字节），不管主机想发还是收，都不能省略这条线

MISO：如果不打算接收从机数据，就不要接了，如果想收，作为配套的，SCK这条线就必然要接上了

SCK：可接可不接，不接的情况下，是从机已经规定好接收格式，主机必须按照这个格式发送

NSS：可接可不接，上面解释过了

CS：可接可不接，上面也解释过了

最后一点，主机和从机的GND要连上，原理我不知道，这经验是从串口（UART）学来的，任何通讯方式都要共地

【SPI引脚 - 初始化（上）】

因为我是用STM8S开发板来研究的，所以内容就局限在这里，链接是我的另一篇博客，介绍开发板和一些工具https://www.cnblogs.com/PureHeart/p/10824556.html

下面是引脚图

这就是SPI相关的引脚，文章一开始也说了，某些情况下，可以省略几个引脚

然后要说设置的部分了

MISO要设置成『弱上拉输入模式』

MOSI、SCK要设置成『推挽输出模式』

为什么设置成这样，原理我不懂，但是能实现就好了不是吗？

在现今社会里，没有成功就代表什么都不是，可以纠结原理，但不是必要？

扯远了，回来说正题，这两种模式，需要看寄存器手册，我知道有人是用『库』来开发

但我自学的时候就学寄存器了

下面这张图，是GPIO的设定

MISO对应的引脚是PC7，设定为『弱上拉输入模式』，所以DDR=0，CR1=1，CR2=0

MOSI对应的引脚是PC6，设定为『推挽输出模式』，所以DDR=1，CR1=1，CR2=0

SCK对应的引脚是PC5，设定为『推挽输出模式』，所以DDR=1，CR1=1，CR2=0

NSS我不想外部控制，想用软件的方式选择是主机还是从机，在后续文章关于SPI寄存器会有说明

有了这份数据，可以写代码了，不过先上一张Px_DDR寄存器的图，关于GPIO的寄存器，我觉得看上面的表格应该就够了，上图只是说明对应位置

PC_DDR = 0x60; // 0110 0000

PC_CR1 = 0xe0; // 1110 0000

PC_CR2 = 0x60; // 0110 0000

/* ==================== 分割线 ====================== 上方是寄存器控制，相对来说比较简洁的写法 */

/* ==================== 分割线 ====================== 下方是比较针对的写法，直接控制寄存器内的某一位，两种写法选一个即可 */

PC_DDR_DDR5 = 1;    // 配置PC5（SCK）端口为输出模式

PC_CR1_C15 = 1;     // 配置PC5（SCK）端口为推挽输出模式

PC_CR2_C25 = 1;     // 配置PC5（SCK）端口为高速率输出

PC_DDR_DDR6 = 1;    // 配置PC6（MOSI）端口为输出模式

PC_CR1_C16 = 1;     // 配置PC6（MOSI）端口为推挽输出模式

PC_CR2_C26 = 1;     // 配置PC6（MOSI）端口为高速率输出

PC_DDR_DDR7 = 0;    // 配置PC7（MISO）端口为输入模式

PC_CR1_C17 = 1;     // 配置PC7（MISO）端口为弱上拉输入模式

PC_CR2_C27 = 0;     // 禁止PC7（MISO）端口外部中断

关于『寄存器』和『寄存器的某一位』，直接用一个例子来解释比较快

【所有一年级的学生去操场】【一年一班的同学去操场】

『寄存器』就相当于一年级

『寄存器的某一位』就相当于一年级的某一班

上面也说了，分割线的上方和下方，选择一个来用即可

上面代码的变量，全部都定义在『iostm8s103F3.h』里面了，当然，这是官方的头文件里面的内容，不是我自己命名这些变量的

貌似官方没有SPI范例，但是有Timer、UART之类的范例，随便拿一个来添加SPI代码即可

这是官方全部范例的链接，提取码是gszh，需要请自取https://pan.baidu.com/s/1La0LdFQxKl2_AyZXkBkv3w

【SPI寄存器 - 初始化（下）】

虽然图片有点多，但是代码没几行的

下面我直接贴上我测试时的代码，具体情况可能大家都不同，寄存器的几个位修改一下就好了，我直接配合『初始化-上』的代码一起贴出来

 其实整个初始化的思路如下

1.打开SPI时钟

2.引脚配置

3.开启SPI中断（如果不需要则不用开）

4.设置SPI_CR1（SPI控制寄存器1）

5.设置SPI_CR2（SPI控制寄存器2）

6.开启SPI

void Init_SPI(void)

{

    CLK_PCKENR1 |= 0x02; //打开SPI时钟

    /*PC6、PC5设置为输出，最大10MHz*/

    //PC_DDR = 0x60; // 0110 0000

    //PC_CR1 = 0xe0; // 1110 0000

    //PC_CR2 = 0x60; // 0110 0000

    PC_DDR_DDR5 = 1;    // 配置PC5（SCK）端口为输出模式

    PC_CR1_C15 = 1;     // 配置PC5（SCK）端口为推挽输出模式

    PC_CR2_C25 = 1;     // 配置PC5（SCK）端口为高速率输出

    PC_DDR_DDR6 = 1;    // 配置PC6（MOSI）端口为输出模式

    PC_CR1_C16 = 1;     // 配置PC6（MOSI）端口为推挽输出模式

    PC_CR2_C26 = 1;     // 配置PC6（MOSI）端口为高速率输出

    PC_DDR_DDR7 = 0;    // 配置PC7（MISO）端口为输入模式

    PC_CR1_C17 = 1;     // 配置PC7（MISO）端口为弱上拉输入模式

    PC_CR2_C27 = 0;     // 禁止PC7（MISO）端口外部中断

    SPI_ICR_RXIE = 1; // 开启SPI中断接收（下方备注）

    // [7]先发MSB

    // [6]禁止SPI

    // [5][4][3]f_Master / 2

    // [2]主设备

    // [1]空闲时SCK保持低电平

    // [0]数据采样从第一个时钟沿开始

    SPI_CR1 = 0x04; /*MSB、1MHz、主设备、CPOL空闲为低、CPHA第一个时钟开始*/

    // [7]双线单向模式

    // [6]输入使能（只接收模式）

    // [5]CRC计算禁止

    // [4]下个发送数据来自Tx缓冲

    // [3]保留

    // [2]全双工（同时收发）

    // [1]使能软件从设备管理（不需要判断硬件CS位，节省一个引脚）

    // [0]主模式

    SPI_CR2 = 0x03; /*双线单向视距传输、CRC计算禁止、软件NSS、主模式*/

    SPI_CR1_SPE = 1; // 打开SPI

}

备注：关于中断的部分，如果想要使用，还必须加上一行代码『asm("rim");』，通常加在main函数里面的while(1)之前

这个代码就像电源的总闸一样，你房间的电闸打开了，但总闸没开，结果还是没有电

当然有一个相对应的，就是关闭总闸『asm("sim");』

【SPI通讯】

终于到最后的环节了，关于发送和接收，接收又分两种，轮询和中断

直接上代码吧，也没几行

/* SPI发送 */

void SPI_sendchar(unsigned char c)

{

    while(!(SPI_SR & 0x02));    // 等待发送缓冲区『为』空

    SPI_DR = c;                  // 将发送的数据写到数据寄存器

    //while(!(SPI_SR & 0x01));    // 轮询的方式，等待接收缓冲区『非』空

    //UART1_sendchar(SPI_DR); // 备注

}

/* SPI中断 */

#pragma vector=SPI_RXNE_vector

__interrupt void SPI_RXNE_IRQHandler(void)

{

    //RxBuf[cnt++]=SPI_DR;

    while(!(SPI_SR & 0x01)); // 轮询

    UART1_sendchar(SPI_DR); // 备注

}

备注：我用很迂回的方式来显示结果，逻辑分析仪抓SPI还没研究成功，所以我借用了UART（串口）

轮询或中断接收到数据，透过串口把数据发送给『USB转TTL小板』，在电脑上用串口调试助手显示出来

终于写完了，谢谢你的观看，希望对你有帮助