STM32单片机实现SPI驱动详解

本文档详细介绍了如何在STM32单片机上实现SPI（Serial Peripheral Interface）的驱动程序。STM32是一款广泛应用的微控制器，而SPI是一种常见的串行通信接口，常用于连接各种外设如传感器、显示屏等。 正文： 在开始SPI驱动程序的编写之前，首先需要了解STM32的时钟系统。STM32中的每个外设都有其对应的时钟源，SPI也不例外。为了使SPI1工作，必须启用相应的时钟。在STM32的寄存器配置中，可以通过以下代码启用SPI1的时钟： ```c RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE); // 启用SPI1时钟 ``` 注意，在某些STM32系列中，如STM32F0，SPI2可能位于APB1总线上，因此启用时钟的函数调用会有所不同： ```c RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE); // 对于STM32F0，启用SPI2时钟 ``` 接下来是GPIO（通用输入输出）配置。SPI接口通常需要四个引脚：片选（CS）、时钟（SCK）、MOSI（主输出，从输入）和MISO（主输入，从输出）。在本例中，选择PA4、PA5、PA6和PA7作为这些引脚。配置GPIO为50MHz的速度等级，并根据需要设置为推挽输出（PP）或交替功能推挽输出（AF_PP）。对于SPI，SCK和MOSI应设置为AF_PP，其余如CS、REST（复位）可设置为PP。例如： ```c // 配置GPIO PA4 (CS), PA5 (SCK), PA6 (REST), PA7 (MOSI) GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // AF_PP for SCK and MOSI GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 配置GPIO PB1 (DCData/Command) 为普通推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); ``` 配置完GPIO后，进入SPI的初始化阶段。首先，定义一个`SPI_InitTypeDef`结构体实例，并填充必要的参数。例如，设置SPI的工作模式为全双工，数据宽度为8位，时钟极性和相位，以及数据传输的顺序： ```c void SPI_cfg(void) { SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; // 双线双向全双工 SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // 数据位宽8位 SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; // 时钟极性低 SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; // 时钟相位第一边沿采样 SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; // 软件NSS管理 SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2; // 时钟预分频因子，根据实际需求调整 SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; // 数据传输从MSB开始 SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7; // CRC多项式，一般默认即可 SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure); // 初始化SPI1 SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); // 启用SPI1 } ``` 在上述配置完成后，就可以进行数据传输操作了。通过SPI发送和接收数据主要使用`SPI_SendData()`和`SPI_ReceiveData()`函数。例如，发送一个字节数据到SPI1： ```c uint8_t data_to_send = 0x12; SPI_SendData(SPI1, data_to_send); while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET); // 等待发送缓冲区为空 ``` 接收数据则可以这样操作： ```c uint8_t received_data; while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET); // 等待接收缓冲区非空 received_data = SPI_ReceiveData(SPI1); ``` 为了确保SPI通信的正确进行，还需要处理中断或者轮询方式下的状态标志，例如检查SPI传输是否完成或是否有错误发生。 总结，实现STM32单片机上的SPI驱动，主要步骤包括：启用SPI时钟、配置GPIO引脚、初始化SPI寄存器设置，以及编写数据发送和接收的函数。理解这些基本步骤将有助于在实际项目中顺利地使用SPI接口。