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STM32单片机SPI总线与FPGA的通信设计
文章来源:未知        发布者:admin

最近在研究SPI总线,至于协议和硬件描述就不多说了

四线包括时钟、片选、接收、发送

 

初始化SP

SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_DirecTIon_2Lines_FullDuplex; //全双工

SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主模式

SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_16b; //16bit宽度

SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;

SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;

SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;

STM32单片机SPI总线与FPGA的通信设计

SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2; //2--18MHz; 4--9MHz; 8--4.5MHz

SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //高位在前

SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;

SPI_Init(SPIx, &SPI_InitStructure);

SPI_Cmd(SPIx, ENABLE);

SPI不能硬件控制CS,只能软件来控,就是通过将NSS设为外部GPIO来控制。

像我所做的项目是使用STM32FPGA通信,而FPGA的SPI工作在这种一直状态

作为主设备的STM32,CS在传输数据的时候为低,传输完毕后必须拉高,这样FPGA可以判断出SPI的传输起止状态。

FPGA的数据传输格式是16bit地址+16bit数据

对于读16bit,实现如下

uint16_t spi_read(SPI_TypeDef* SPIx,uint32_t addr)

{

uint16_t value;

uint16_t spi_nss;

uint16_t add;

uint32_t level;

if(SPI1 == SPIx)

spi_nss = SPI1_PIN_NSS;

else if(SPI2 == SPIx)

spi_nss = SPI2_PIN_NSS;

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);

GPIO_ResetBits(GPIOA, spi_nss);

SPI_I2S_SendData(SPIx, addr); //0xf014 》》 2

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);

SPI_I2S_SendData(SPIx, 0x0);

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);

SPI_I2S_ReceiveData(SPIx);

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);

GPIO_SetBits(GPIOA, spi_nss);

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);

value = SPI_I2S_ReceiveData(SPIx);

return value;

}

写函数

void spi_write(SPI_TypeDef* SPIx,uint32_t addr, uint16_t value)

{

uint16_t spi_nss;

uint32_t level;

if(SPI1 == SPIx)

spi_nss = SPI1_PIN_NSS;

else if(SPI2 == SPIx)

spi_nss = SPI2_PIN_NSS;

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);

GPIO_ResetBits(GPIOA, spi_nss);

SPI_I2S_SendData(SPIx, addr);

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);

SPI_I2S_SendData(SPIx, value);

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);

SPI_I2S_ReceiveData(SPIx);

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);

GPIO_SetBits(GPIOA, spi_nss);

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);

SPI_I2S_ReceiveData(SPIx);

}

拿write函数举例

只所以这么设计是因为

如果是函数一开始就将NSS脚拉低,然后再去send,如下

GPIO_ResetBits(GPIOA, spi_nss);

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);

SPI_I2S_SendData(SPIx, addr);

这样在CS拉低一段时间后(时间大概有16个时钟周期),才有CLK,这样延时就会降低SPI的传输效率

之前那种方式会在CS拉底后很快就有clk时钟出来

之所以写两次再读两次而不是读一次写一次也是考虑到效率的问题

如果先写一次再读一次,看波形每个数据之间有比较大的空隙是没有clk的,就是说在传输完一个数据后再

传第二个会要等一段时间,这个对速度要求比较高的设备是不允许的

还有值得注意的是:

如果SPI是主模式,那么GPIO设置为

NSS是GPIO_Mode_Out_PP

CLK是GPIO_Mode_AF_PP

MOSI是GPIO_Mode_AF_PP

MISO是GPIO_Mode_IN_FLOATING

如果SPI是从模式,那么GPIO设置为

NSS是GPIO_Mode_Out_PP

CLK是GPIO_Mode_IN_FLOATING

MOSI是GPIO_Mode_IN_FLOATING

MISO是GPIO_Mode_AF_PP


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