STM32与FPGA的SPI通信详解及SPI3模式应用

本文档详细探讨了STM32与FPGA之间的串行外围设备接口(SPI)通信。SPI，一种全双工、同步的通信标准，由Motorola开发，通常只需要四根引脚：时钟线SCK、数据输入线MOSI、数据输出线MISO，以及选通/片选信号CS。SPI支持多种工作模式，其中SP0、SP1、SP2和SP3各有特点，但SP0和SP3因其灵活性和广泛适用性而被广泛应用。 在本文中，特别关注了SPI0和SPI3的工作方式。SPI0设定为CPOL=0, CPHA=0，这意味着SCK在空闲时为低电平，数据在上升沿采样，适合于Master或Slave模式。而SPI3采用CPOL=1, CPHA=1，SCK在空闲时为高电平，数据在第二个上升沿采样，同样适用于Master和Slave。 在实际应用中，如将FPGA作为Slave与STM32进行SPI3通信，需要确保双方时钟相位和极性保持一致。STM32方面，通过库函数配置SPI1，设置CPOL为1和CPHA为1，这将使SPI1进入SPI3模式。在FPGA部分，关键在于利用边缘检测技术来捕捉SCK的上升沿和下降沿，以此来同步数据的发送和接收，因为SPI通信是在CS拉低的情况下进行的。 此外，文章还强调了全双工通信的优势，即在SPI总线上，数据既可以从Master到Slave发送，也可以从Slave到Master接收，这在实时性要求高的系统中非常有用。通过本文的学习，读者能够掌握如何配置STM32的SPI模块与FPGA建立有效的SPI3通信，这对于设计和集成嵌入式系统中的高性能通信至关重要。