初探STM32F103 SPI通信：原理与应用

# 1. STM32F103简介

## 1.1 STM32F103概述

在嵌入式系统领域，STM32F103是一款由STMicroelectronics公司推出的32位Cortex-M3内核微控制器。它具有高性能、低功耗以及丰富的外设接口，适用于广泛的应用领域。

## 1.2 STM32F103特点与应用领域

STM32F103系列具有丰富的外设资源，包括多种通信接口（如SPI、I2C、USART等）、定时器、模拟数字转换器（ADC）、PWM等模块，使其在工业控制、汽车电子、智能家居、医疗设备等领域有着广泛的应用。

在接下来的章节中，我们将深入探讨STM32F103中SPI通信的原理与应用。

# 2. SPI通信基础

### 2.1 SPI通信的工作原理

SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步的串行数据通信协议，通常用于芯片间通信，具有高速、全双工、点对点等特点。SPI通信由一个主设备（Master）和一个或多个从设备（Slave）组成，通过时钟线、数据线和控制线进行通信。

SPI通信的工作原理是在时钟信号的驱动下，主设备将数据按位发送给从设备，同时从设备也向主设备发送响应数据。SPI通信使用四根线进行通信：SCK（时钟）、MISO（主设备输入从设备输出）、MOSI（主设备输出从设备输入）、SS（片选信号）。

### 2.2 SPI总线的硬件连接方式

在SPI总线中，每个从设备都需要一个片选信号线（SS）来选择对应的从设备进行通信。SPI总线的硬件连接中，主设备的MOSI（Master Out Slave In）、MISO（Master In Slave Out）、SCK（时钟）线分别连接到所有从设备的对应输入输出线，同时每个从设备的SS（Slave Select）线连接到主设备。

### 2.3 SPI通信协议与时序

在SPI通信中，通常定义了数据传输的位数、时钟相位、时钟极性、数据传输顺序等协议参数。SPI通信的时序也非常重要，时序图描述了数据、时钟、片选信号等信号的变化规律，协助开发者正确设置SPI通信参数。

在应用中，需要根据具体的硬件连接和通信要求，正确配置SPI通信的协议参数和时序，以确保数据的准确传输和设备间的正常通信。

# 3. STM32F103中的SPI模块

在STM32F103系列微控制器中，SPI（Serial Peripheral Interface）模块是一种常见且重要的外设，用于实现与外部器件的高速串行通信。本章将详细介绍STM32F103中的SPI模块的特点、功能以及配置方法。

#### 3.1 STM32F103中SPI模块的特点与功能

STM32F103中的SPI模块具有以下主要特点和功能：
- 支持主从模式：SPI模块可以工作在主设备模式或从设备模式，灵活应用于各种通信场景。
- 可配置的数据帧大小：SPI模块支持不同大小的数据帧传输，可以根据需求进行配置。
- 多通道支持：SPI模块可以同时管理多个外设，通过选择不同的片选信号进行通信。
- 强大的中断与DMA功能：SPI模块支持中断和DMA传输，有效提高数据传输效率，降低CPU的使用率。
- 灵活的时钟架构：SPI模块的时钟架构可以根据具体应用需求进行配置，支持不同的时钟极性和相位设置。

#### 3.2 SPI模块的寄存器配置与初始化

在STM32F103中，配置和初始化SPI模块需要涉及到相关的寄存器设置，下面是一个简单的示例代码，演示了如何配置STM32F103的SPI模块进行基本的主设备通信。

# 导入必要的库
import machine

# 配置SPI模块
spi = machine.SPI(1, baudrate=10000000, polarity=0, p