2021年07月28日 | 使用STM32硬件SPI+STM32cubeMX+HAL库测试DW1000通信

本篇详细的记录了如何使用STM32CubeMX配置STM32F103C8T6的硬件SPI外设与DW1000通信，为移植DW1000官方驱动打下基础。

1. 准备工作

硬件准备

• 开发板

首先需要准备一个开发板，这里我准备的是STM32L4的开发板（BearPi）：

• DW1000模块

这里我连接到DW1000官方评估板上，直接与DW1000芯片通信：

• 连接方法

首先查看DW1000官方评估板预留的外接控制器SPI接口（J6接口）的引脚说明：

外部供电接口（J7）的引脚说明：

① 首先将DW1000官方评估板上的S1、S2拨码开关全部拨为OFF，这样配置之后才可以外接控制器。

② 按照下图选择端子，配置为外部供电方式：

③ 在本文的测试需要中，将这些接口中的SPI相关接口（CSn、SCK、MISO、MOSI）连接到小熊派的SPI接口即可，但是为了以后移植驱动方便，将WAKEUP、IRQ接口也连接到小熊派的普通GPIO即可。

④ 将板子上J7处的供电引脚连接到小熊派的5V供电处。

整体连接完成后如图：

软件准备

• 需要安装好Keil - MDK及芯片对应的包，以便编译和下载生成的代码；

• 准备一个串口调试助手，这里我使用的是Serial Port Utility；

2.生成MDK工程

选择芯片型号

打开STM32CubeMX，打开MCU选择器：

搜索并选中芯片STM32L431RCT6:

配置时钟源

• 如果选择使用外部高速时钟（HSE），则需要在System Core中配置RCC；

• 如果使用默认内部时钟（HSI），这一步可以略过；

这里我都使用外部时钟：

配置DW1000控制GPIO

按照之前所述，DW1000模块需要额外配置的GPIO有两个：

唤醒引脚配置为输出模式即可：

中断引脚需要接收来自DW1000的中断，所以需要配置EXTI外部中断引脚：

配置SPI1接口

本实验中，我将DW1000模块接到了SPI1接口，引脚对应表如下：

需要注意，SPI片选引脚不通过硬件SPI外设来控制，而是配置为普通GPIO，手动控制。

配置SPI接口的时候有三个需要注意的点：

① 分频系数；
② CPOL：CLK空闲时候的电平为高电平或者低电平；
③ CPHA：在第1个时钟边缘采样，还是在第2个时钟边缘采样；

接下来开始配置SPI1外设，首先配置SPI1外设的模式和引脚：

因为选择了不使用硬件SPI外设控制片选引脚，所以需要手动配置片选引脚PA4：

DW1000手册中给出的SPI总线时钟为稳定后20Mhz，否则3Mhz，本文中配置为3Mhz以下；

对于SPI工作模式，DW1000四种模式都支持，默认为模式0，选择CPOL空闲时为LOW的模式，CPHA手册中给出为第一个时钟沿；

综上所述，时序参数配置如下：

配置串口

开发板板载了一个CH340z换串口，连接到USART1。

接下来开始配置USART1：

配置时钟树

STM32L4的最高主频到80M，所以配置PLL，最后使HCLK = 80Mhz即可：

生成工程设置

代码生成设置

最后设置生成独立的初始化文件：

生成代码

点击GENERATE CODE即可生成MDK-V5工程：

3. 重定向printf函数到USART1

参考：【STM32Cube_09】重定向printf函数到串口输出的多种方法。

4. DW1000测试函数

要测试DW1000是否正常工作，只需要测试是否可以通过SPI总线读取器件ID即可。

在main.c中添加头文件：

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN Includes */

#include

/* USER CODE END Includes */

添加测试函数：

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN 0 */

uint32_t dw1000_read_device_id(void)

{

HAL_StatusTypeDef status;

uint8_t header = 0x00;

uint32_t device_id;

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET);

status = HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&header, 1, 1000);

if (status != HAL_OK) {

printf("send header fail, err is %drn", status);

return 0;

}

status = HAL_SPI_Receive(&hspi1, (uint8_t *)&device_id, 4, 500);

if (status != HAL_OK) {

printf("read device id fail, err is %drn", status);

return 0;

}

return device_id;

}

/* USER CODE END 0 */

接着在main函数中定义测试变量：

/* USER CODE BEGIN 1 */

uint32_t device_id;

/* USER CODE END 1 */

在main函数中调用测试函数：

/* USER CODE BEGIN 2 */

printf("DW1000 UWB ic port on BearPi board By Mculover666rn");

device_id = dw1000_read_device_id();

if (device_id != 0) {

printf("device id is 0x%8xrn", device_id);

} else {

printf("device id read failrn");

}

 /* USER CODE END 2 */

编译，下载到开发板中，运行，在串口助手查看读取结果，若能正常读取到器件ID（0xDECA0130）则证明可以正常与DW1000通信：

至此，DW1000测试完成，下节将移植DW1000官方驱动。