單芯片解決方案，開啟全新體驗(yàn)——W55MH32 高性能以太網(wǎng)單片機(jī)

W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太網(wǎng)單片機(jī)，它為用戶帶來(lái)前所未有的集成化體驗(yàn)。這顆芯片將強(qiáng)大的組件集于一身，具體來(lái)說，一顆W55MH32內(nèi)置高性能Arm? Cortex-M3核心，其主頻最高可達(dá)216MHz；配備1024KB FLASH與96KB SRAM，滿足存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)處理需求；集成TOE引擎，包含WIZnet全硬件TCP/IP協(xié)議棧、內(nèi)置MAC以及PHY，擁有獨(dú)立的32KB以太網(wǎng)收發(fā)緩存，可供8個(gè)獨(dú)立硬件socket使用。如此配置，真正實(shí)現(xiàn)了All-in-One解決方案，為開發(fā)者提供極大便利。

在封裝規(guī)格上，W55MH32 提供了兩種選擇：QFN68和QFN100。

W55MH32Q采用QFN68封裝版本，尺寸為8x8mm，它擁有36個(gè)GPIO、3個(gè)ADC、12通道DMA、17個(gè)定時(shí)器、2個(gè)I2C、3個(gè)串口、2個(gè)SPI接口（其中1個(gè)帶I2S接口復(fù)用）、1個(gè)CAN以及1個(gè)USB2.0。在保持與同系列其他版本一致的核心性能基礎(chǔ)上，僅減少了部分GPIO以及SDIO接口，其他參數(shù)保持一致，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)顯著，尤其適合網(wǎng)關(guān)模組等對(duì)空間布局要求較高的場(chǎng)景。緊湊的尺寸和精簡(jiǎn)化外設(shè)配置，使其能夠在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的網(wǎng)絡(luò)連接與數(shù)據(jù)交互，成為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)等緊湊型設(shè)備的理想選擇。 同系列還有QFN100封裝的W55MH32L版本，該版本擁有更豐富的外設(shè)資源，適用于需要多接口擴(kuò)展的復(fù)雜工控場(chǎng)景，軟件使用方法一致。更多信息和資料請(qǐng)進(jìn)入http://www.w5500.com/網(wǎng)站或者私信獲取。

此外，本W(wǎng)55MH32支持硬件加密算法單元，WIZnet還推出TOE+SSL應(yīng)用，涵蓋TCP SSL、HTTP SSL以及MQTT SSL等，為網(wǎng)絡(luò)通信安全再添保障。

為助力開發(fā)者快速上手與深入開發(fā)，基于W55MH32Q這顆芯片，WIZnet精心打造了配套開發(fā)板。開發(fā)板集成WIZ-Link芯片，借助一根USB C口數(shù)據(jù)線，就能輕松實(shí)現(xiàn)調(diào)試、下載以及串口打印日志等功能。開發(fā)板將所有外設(shè)全部引出，拓展功能也大幅提升，便于開發(fā)者全面評(píng)估芯片性能。

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第十七章 SPI

1 SPI簡(jiǎn)介

SPI 接口可以配置為支持 SPI 協(xié)議或者支持 I2S 音頻協(xié)議。SPI 接口默認(rèn)工作在 SPI 方式，可以通過軟件把功能從 SPI 模式切換到 I2S 模式。

串行外設(shè)接口(SPI)允許芯片與外部設(shè)備以半/全雙工、同步、串行方式通信。此接口可以被配置成主模式，并為外部從設(shè)備提供通信時(shí)鐘(SCK)。接口還能以多主配置方式工作。

它可用于多種用途，包括使用一條雙向數(shù)據(jù)線的雙線單工同步傳輸，還可使用 CRC 校驗(yàn)的可靠通信。

I2S 也是一種 3 引腳的同步串行接口通訊協(xié)議。它支持四種音頻標(biāo)準(zhǔn)，包括飛利浦 I2S 標(biāo)準(zhǔn)，MSB和 LSB 對(duì)齊標(biāo)準(zhǔn)，以及 PCM 標(biāo)準(zhǔn)。它在半雙工通訊中，可以工作在主和從 2 種模式下。當(dāng)它作為主設(shè)備時(shí)，通過接口向外部的從設(shè)備提供時(shí)鐘信號(hào)。

警告：由于 SPI3/I2S3 的部分引腳與 JTAG 引腳共享(SPI3_NSS/I2S3_WS 與 JTDI，SPI3_SCK/I2S3_CK 與 JTDO)，因此這些引腳不受 IO 控制器控制，他們(在每次復(fù)位后)被默認(rèn)保留為 JTAG 用途。如果用戶想把引腳配置給 SPI3/I2S3，必須(在調(diào)試時(shí))關(guān)閉 JTAG并切換至 SWD 接口，或者(在標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用時(shí))同時(shí)關(guān)閉 JTAG 和 SWD 接口。

JTAG/SWD 復(fù)用功能重映射。

2 SPI和I2S主要特征

2.1 SPI特征

?3 線全雙工同步傳輸

?帶或不帶第三根雙向數(shù)據(jù)線的雙線單工同步傳輸

?8 或 16 位傳輸幀格式選擇

?主或從操作

?支持多主模式

?8 個(gè)主模式波特率預(yù)分頻系數(shù)(最大為 fPCLK/2)

?從模式頻率(最大為 fPCLK/2)

?主模式和從模式的快速通信

?主模式和從模式下均可以由軟件或硬件進(jìn)行 NSS 管理：主/從操作模式的動(dòng)態(tài)改變

?可編程的時(shí)鐘極性和相位

?可編程的數(shù)據(jù)順序，MSB 在前或 LSB 在前

?可觸發(fā)中斷的專用發(fā)送和接收標(biāo)志

?SPI 總線忙狀態(tài)標(biāo)志

?支持可靠通信的硬件 CRC

······在發(fā)送模式下，CRC 值可以被作為最后一個(gè)字節(jié)發(fā)送

······在全雙工模式中對(duì)接收到的最后一個(gè)字節(jié)自動(dòng)進(jìn)行 CRC 校驗(yàn)

?可觸發(fā)中斷的主模式故障、過載以及 CRC 錯(cuò)誤標(biāo)志

?支持 DMA 功能的 1 字節(jié)發(fā)送和接收緩沖器：產(chǎn)生發(fā)送和接受請(qǐng)求

2.2 I2S功能

?單工通信(僅發(fā)送或接收)

?主或者從操作

?8 位線性可編程預(yù)分頻器，獲得精確的音頻采樣頻率(8KHz 到 96kHz)

?數(shù)據(jù)格式可以是 16 位，24 位或者 32 位

?音頻信道固定數(shù)據(jù)包幀為 16 位(16 位數(shù)據(jù)幀)或 32 位(16、24 或 32 位數(shù)據(jù)幀)

?可編程的時(shí)鐘極性(穩(wěn)定態(tài))

?從發(fā)送模式下的下溢標(biāo)志位和主/從接收模式下的溢出標(biāo)志位

?16 位數(shù)據(jù)寄存器用來(lái)發(fā)送和接收，在通道兩端各有一個(gè)寄存器

?支持的 I2S 協(xié)議：

·······I2S 飛利浦標(biāo)準(zhǔn)

······MSB 對(duì)齊標(biāo)準(zhǔn)(左對(duì)齊)

······LSB 對(duì)齊標(biāo)準(zhǔn)(右對(duì)齊)

?PCM 標(biāo)準(zhǔn)(16 位通道幀上帶長(zhǎng)或短幀同步或者 16 位數(shù)據(jù)幀擴(kuò)展為 32 位通道幀)

?數(shù)據(jù)方向總是 MSB 在先

?發(fā)送和接收都具有 DMA 能力

?主時(shí)鐘可以輸出到外部音頻設(shè)備，比率固定為 256xFs(Fs 為音頻采樣頻率)

3 SPI功能描述

3.1 概述

SPI 的方框圖見下圖：

通常 SPI 通過 4 個(gè)引腳與外部器件相連：

?MISO：主設(shè)備輸入/從設(shè)備輸出引腳。該引腳在從模式下發(fā)送數(shù)據(jù)，在主模式下接收數(shù)據(jù)。

?MOSI：主設(shè)備輸出/從設(shè)備輸入引腳。該引腳在主模式下發(fā)送數(shù)據(jù)，在從模式下接收數(shù)據(jù)。

?SCK：串口時(shí)鐘，作為主設(shè)備的輸出，從設(shè)備的輸入

?NSS：從設(shè)備選擇。這是一個(gè)可選的引腳，用來(lái)選擇主/從設(shè)備。它的功能是用來(lái)作為“片選引腳”，讓主設(shè)備可以單獨(dú)地與特定從設(shè)備通訊，避免數(shù)據(jù)線上的沖突。從設(shè)備的 NSS 引腳可以由主設(shè)備的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) I/O 引腳來(lái)驅(qū)動(dòng)。一旦被使能(SSOE 位)，NSS 引腳也可以作為輸出引腳，并在 SPI 處于主模式時(shí)拉低；此時(shí)，所有的 SPI 設(shè)備，如果它們的 NSS 引腳連接到主設(shè)備的 NSS 引腳，則會(huì)檢測(cè)到低電平，如果它們被設(shè)置為 NSS 硬件模式，就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入從設(shè)備狀態(tài)。當(dāng)配置為主設(shè)備、NSS 配置為輸入引腳(MSTR=1，SSOE=0)時(shí)，如果 NSS 被拉低，則這個(gè) SPI 設(shè)備進(jìn)入主模式失敗狀態(tài)：即 MSTR 位被自動(dòng)清除，此設(shè)備進(jìn)入從模式

下圖是一個(gè)單主和單從設(shè)備互連的例子：

單主和單從應(yīng)用

1.這里 NSS 引腳設(shè)置為輸入

MOSI 腳相互連接，MISO 腳相互連接。這樣，數(shù)據(jù)在主和從之間串行地傳輸(MSB 位在前)。

通信總是由主設(shè)備發(fā)起。主設(shè)備通過 MOSI 腳把數(shù)據(jù)發(fā)送給從設(shè)備，從設(shè)備通過 MISO 引腳回傳數(shù)據(jù)。這意味全雙工通信的數(shù)據(jù)輸出和數(shù)據(jù)輸入是用同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)同步的；時(shí)鐘信號(hào)由主設(shè)備通過 SCK 腳提供。

從選擇(NSS)腳管理

有 2 種 NSS 模式：

?軟件 NSS 模式：可以通過設(shè)置 SPI_CR1 寄存器的 SSM 位來(lái)使能這種模式(見圖 212)。在這種模式下 NSS 引腳可以用作它用，而內(nèi)部 NSS 信號(hào)電平可以通過寫 SPI_CR1 的 SSI 位來(lái)驅(qū)動(dòng)。

?硬件 NSS 模式，分兩種情況：

·······NSS 輸出被使能：當(dāng) W55MH32 工作為主 SPI，并且 NSS 輸出已經(jīng)通過 SPI_CR2 寄存器的SSOE 位使能，這時(shí) NSS 引腳被拉低，所有 NSS 引腳與這個(gè)主 SPI 的 NSS 引腳相連并配置為硬件 NSS 的 SPI 設(shè)備，將自動(dòng)變成從 SPI 設(shè)備。當(dāng)一個(gè) SPI 設(shè)備需要發(fā)送廣播數(shù)據(jù)，它必須拉低 NSS 信號(hào)，以通知所有其它的設(shè)備它是主設(shè)備；如果它不能拉低 NSS，這意味著總線上有另外一個(gè)主設(shè)備在通信，這時(shí)將產(chǎn)生一個(gè)硬件失敗錯(cuò)誤(Hard Fault)。

······NSS 輸出被關(guān)閉：允許操作于多主環(huán)境。

硬件/軟件的從選擇管理

時(shí)鐘信號(hào)的相位和極性

SPI_CR 寄存器的 CPOL 和 CPHA 位，能夠組合成四種可能的時(shí)序關(guān)系。CPOL(時(shí)鐘極性)位控制在沒有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)時(shí)鐘的空閑狀態(tài)電平，此位對(duì)主模式和從模式下的設(shè)備都有效。如果 CPOL 被清'0'，SCK 引腳在空閑狀態(tài)保持低電平；如果 CPOL 被置'1'，SCK 引腳在空閑狀態(tài)保持高電平。如果CPHA(時(shí)鐘相位)位被置'1'，SCK 時(shí)鐘的第二個(gè)邊沿(CPOL 位為 0 時(shí)就是下降沿，CPOL 位為'1'時(shí)就是上升沿)進(jìn)行數(shù)據(jù)位的采樣，數(shù)據(jù)在第二個(gè)時(shí)鐘邊沿被鎖存。如果 CPHA 位被清'0'，SCK 時(shí)鐘的第一邊沿(CPOL 位為'0'時(shí)就是上升沿，CPOL 位為'1'時(shí)就是下降沿)進(jìn)行數(shù)據(jù)位采樣，數(shù)據(jù)在第一個(gè)時(shí)鐘邊沿被鎖存。CPOL 時(shí)鐘極性和 CPHA 時(shí)鐘相位的組合選擇數(shù)據(jù)捕捉的時(shí)鐘邊沿。

注意：

在改變 CPOL/CPHA 位之前，必須清除 SPE 位將 SPI 禁止。

主和從必須配置成相同的時(shí)序模式。

SCK 的空閑狀態(tài)必須和 SPI_CR1 寄存器指定的極性一致(CPOL 為'1'時(shí)，空閑時(shí)應(yīng)上拉 SCK 為高電平；CPOL 為'0'時(shí)，空閑時(shí)應(yīng)下拉 SCK 為低電平)。

數(shù)據(jù)幀格式(8 位或 16 位)由 SPI_CR1 寄存器的 DFF 位選擇，并且決定發(fā)送/接收的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。

數(shù)據(jù)時(shí)鐘時(shí)序圖

數(shù)據(jù)幀格式

根據(jù) SPI_CR1 寄存器中的 LSBFIRST 位，輸出數(shù)據(jù)位時(shí)可以 MSB 在先也可以 LSB 在先。

根據(jù) SPI_CR1 寄存器的 DFF 位，每個(gè)數(shù)據(jù)幀可以是 8 位或是 16 位。所選擇的數(shù)據(jù)幀格式對(duì)發(fā)送和/或接收都有效。

3.2 配置SPI為從模式

在從模式下，SCK 引腳用于接收從主設(shè)備來(lái)的串行時(shí)鐘。SPI_CR1 寄存器中 BR[2:0]的設(shè)置不影響數(shù)據(jù)傳輸速率。

注： 建議在主設(shè)備發(fā)送時(shí)鐘之前使能 SPI 從設(shè)備，否則可能會(huì)發(fā)生意外的數(shù)據(jù)傳輸。在通信時(shí)鐘的第一個(gè)邊沿到來(lái)之前或正在進(jìn)行的通信結(jié)束之前，從設(shè)備的數(shù)據(jù)寄存器必須就緒。在使能從設(shè)備和主設(shè)備之前，通信時(shí)鐘的極性必須處于穩(wěn)定的數(shù)值。

請(qǐng)按照以下步驟配置 SPI 為從模式：

配置步驟

1. 設(shè)置 DFF 位以定義數(shù)據(jù)幀格式為 8 位或 16 位。

2. 選擇 CPOL 和 CPHA 位來(lái)定義數(shù)據(jù)傳輸和串行時(shí)鐘之間的相位關(guān)系(見圖 213)。為保證正確的數(shù)據(jù)傳輸，從設(shè)備和主設(shè)備的 CPOL 和 CPHA 位必須配置成相同的方式。

3. 幀格式(SPI_CR1 寄存器中的 LSBFIRST 位定義的”MSB 在前”還是”LSB 在前”)必須與主設(shè)備相同。

4. 硬件模式下(參考從選擇(NSS)腳管理部分)，在完整的數(shù)據(jù)幀(8 位或 16 位)傳輸過程中，NSS引腳必須為低電平。在 NSS 軟件模式下，設(shè)置 SPI_CR1 寄存器中的 SSM 位并清除 SSI 位。

5. 清除 MSTR 位、設(shè)置 SPE 位(SPI_CR1 寄存器)，使相應(yīng)引腳工作于 SPI 模式下。在這個(gè)配置中，MOSI 引腳是數(shù)據(jù)輸入，MISO 引腳是數(shù)據(jù)輸出。

數(shù)據(jù)發(fā)送

過程在寫操作中，數(shù)據(jù)字被并行地寫入發(fā)送緩沖器。

當(dāng)從設(shè)備收到時(shí)鐘信號(hào)，并且在 MOSI 引腳上出現(xiàn)第一個(gè)數(shù)據(jù)位時(shí)，發(fā)送過程開始(譯注：此時(shí)第一個(gè)位被發(fā)送出去)。余下的位(對(duì)于 8 位數(shù)據(jù)幀格式，還有 7 位；對(duì)于 16 位數(shù)據(jù)幀格式，還有 15位)被裝進(jìn)移位寄存器。當(dāng)發(fā)送緩沖器中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭莆患拇嫫鲿r(shí)，SPI_SP 寄存器的 TXE 標(biāo)志被設(shè)置，如果設(shè)置了 SPI_CR2 寄存器的 TXEIE 位，將會(huì)產(chǎn)生中斷。

數(shù)據(jù)接收過程

對(duì)于接收器，當(dāng)數(shù)據(jù)接收完成時(shí)：

移位寄存器中的數(shù)據(jù)傳送到接收緩沖器，SPI_SR 寄存器中的 RXNE 標(biāo)志被設(shè)置。

如果設(shè)置了 SPI_CR2 寄存器中的 RXNEIE 位，則產(chǎn)生中斷。

在最后一個(gè)采樣時(shí)鐘邊沿后，RXNE 位被置'1'，移位寄存器中接收到的數(shù)據(jù)字節(jié)被傳送到接收緩沖器。當(dāng)讀 SPI_DR 寄存器時(shí)，SPI 設(shè)備返回這個(gè)接收緩沖器的數(shù)值。讀 SPI_DR 寄存器時(shí)，RXNE 位被清除。

3.3 配置SPI為主模式

在主配置時(shí)，在 SCK 腳產(chǎn)生串行時(shí)鐘。

配置步驟

1. 通過 SPI_CR1 寄存器的 BR[2:0]位定義串行時(shí)鐘波特率。

2. 選擇 CPOL 和 CPHA 位，定義數(shù)據(jù)傳輸和串行時(shí)鐘間的相位關(guān)系(見圖 213)。

3. 設(shè)置 DFF 位來(lái)定義 8 位或 16 位數(shù)據(jù)幀格式。

4. 配置 SPI_CR1 寄存器的 LSBFIRST 位定義幀格式。

5. 如果需要 NSS 引腳工作在輸入模式，硬件模式下，在整個(gè)數(shù)據(jù)幀傳輸期間應(yīng)把 NSS 腳連接到高電平；在軟件模式下，需設(shè)置 SPI_CR1 寄存器的 SSM 位和 SSI 位。如果 NSS 引腳工作在輸出模式，則只需設(shè)置 SSOE 位。

必須設(shè)置 MSTR 位和 SPE 位(只當(dāng) NSS 腳被連到高電平，這些位才能保持置位)。在這個(gè)配置中，MOSI 引腳是數(shù)據(jù)輸出，而 MISO 引腳是數(shù)據(jù)輸入。

數(shù)據(jù)發(fā)送過程

當(dāng)寫入數(shù)據(jù)至發(fā)送緩沖器時(shí)，發(fā)送過程開始。

在發(fā)送第一個(gè)數(shù)據(jù)位時(shí)，數(shù)據(jù)字被并行地(通過內(nèi)部總線)傳入移位寄存器，而后串行地移出到MOSI 腳上；MSB 在先還是 LSB 在先，取決于 SPI_CR1 寄存器中的 LSBFIRST 位的設(shè)置。數(shù)據(jù)從發(fā)送緩沖器傳輸?shù)揭莆患拇嫫鲿r(shí) TXE 標(biāo)志將被置位，如果設(shè)置了 SPI_CR1 寄存器中的 TXEIE位，將產(chǎn)生中斷。

數(shù)據(jù)接收過程

對(duì)于接收器來(lái)說，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完成時(shí)：

傳送移位寄存器里的數(shù)據(jù)到接收緩沖器，并且 RXNE 標(biāo)志被置位。

如果設(shè)置了 SPI_CR2 寄存器中的 RXNEIE 位，則產(chǎn)生中斷。

在最后采樣時(shí)鐘沿，RXNE 位被設(shè)置，在移位寄存器中接收到的數(shù)據(jù)字被傳送到接收緩沖器。讀SPI_DR 寄存器時(shí)，SPI 設(shè)備返回接收緩沖器中的數(shù)據(jù)。讀 SPI_DR 寄存器將清除 RXNE 位。

一旦傳輸開始，如果下一個(gè)將發(fā)送的數(shù)據(jù)被放進(jìn)了發(fā)送緩沖器，就可以維持一個(gè)連續(xù)的傳輸流。在試圖寫發(fā)送緩沖器之前，需確認(rèn) TXE 標(biāo)志應(yīng)該為'1'。

注： 在 NSS 硬件模式下，從設(shè)備的 NSS 輸入由 NSS 引腳控制或另一個(gè)由軟件驅(qū)動(dòng)的 GPIO 引腳控制。

3.4 配置SPI為單工通信

SPI 模塊能夠以兩種配置工作于單工方式：

?1 條時(shí)鐘線和 1 條雙向數(shù)據(jù)線；

?1 條時(shí)鐘線和 1 條數(shù)據(jù)線(只接收或只發(fā)送)；

1 條時(shí)鐘線和 1 條雙向數(shù)據(jù)線(BIDIMODE=1)

設(shè)置 SPI_CR1 寄存器中的 BIDIMODE 位而啟用此模式。在這個(gè)模式下，SCK 引腳作為時(shí)鐘，主設(shè)備使用 MOSI 引腳而從設(shè)備使用 MISO 引腳作為數(shù)據(jù)通信。傳輸?shù)姆较蛴?SPI_CR1 寄存器里的 BIDIOE控制，當(dāng)這個(gè)位是'1'的時(shí)候，數(shù)據(jù)線是輸出，否則是輸入。

1 條時(shí)鐘和 1 條單向數(shù)據(jù)線(BIDIMODE=0)

?在這個(gè)模式下，SPI 模塊可以或者作為只發(fā)送，或者作為只接收。

?只發(fā)送模式類似于全雙工模式(BIDIMODE=0，RXONLY=0)：數(shù)據(jù)在發(fā)送引腳(主模式時(shí)是 MOSI、從模式時(shí)是 MISO)上傳輸，而接收引腳(主模式時(shí)是 MISO、從模式時(shí)是 MOSI)可以作為通用的I/O 使用。此時(shí)，軟件不必理會(huì)接收緩沖器中的數(shù)據(jù)(如果讀出數(shù)據(jù)寄存器，它不包含任何接收數(shù)據(jù))。

?在只接收模式，可以通過設(shè)置 SPI_CR2 寄存器的 RXONLY 位而關(guān)閉 SPI 的輸出功能；此時(shí)，發(fā)送引腳(主模式時(shí)是 MOSI、從模式時(shí)是 MISO)被釋放，可以作為其它功能使用。

配置并使能 SPI 模塊為只接收模式的方式是：

?在主模式時(shí)，一旦使能 SPI，通信立即啟動(dòng)，當(dāng)清除 SPE 位時(shí)立即停止當(dāng)前的接收。在此模式下，不必讀取 BSY 標(biāo)志，在 SPI 通信期間這個(gè)標(biāo)志始終為'1'。

?在從模式時(shí)，只要 NSS 被拉低(或在 NSS 軟件模式時(shí)，SSI 位為'0')同時(shí) SCK 有時(shí)鐘脈沖，SPI就一直在接收。

3.5 數(shù)據(jù)發(fā)送與接收過程

接收與發(fā)送緩沖器

在接收時(shí)，接收到的數(shù)據(jù)被存放在一個(gè)內(nèi)部的接收緩沖器中；在發(fā)送時(shí)，在被發(fā)送之前，數(shù)據(jù)將首先被存放在一個(gè)內(nèi)部的發(fā)送緩沖器中。對(duì) SPI_DR 寄存器的讀操作，將返回接收緩沖器的內(nèi)容；寫入 SPI_DR 寄存器的數(shù)據(jù)將被寫入發(fā)送緩沖器中。

主模式下開始傳輸

?全雙工模式(BIDIMODE=0 并且 RXONLY=0)

······當(dāng)寫入數(shù)據(jù)到 SPI_DR 寄存器(發(fā)送緩沖器)后，傳輸開始；

······在傳送第一位數(shù)據(jù)的同時(shí)，數(shù)據(jù)被并行地從發(fā)送緩沖器傳送到 8 位的移位寄存器中，然后按順序被串行地移位送到 MOSI 引腳上；

······與此同時(shí)，在 MISO 引腳上接收到的數(shù)據(jù)，按順序被串行地移位進(jìn)入 8 位的移位寄存器中，然后被并行地傳送到 SPI_DR 寄存器(接收緩沖器)中。

?單向的只接收模式(BIDIMODE=0 并且 RXONLY=1)

········SPE=1 時(shí)，傳輸開始；

······只有接收器被激活，在 MISO 引腳上接收到的數(shù)據(jù)，按順序被串行地移位進(jìn)入 8 位的移位寄存器中，然后被并行地傳送到 SPI_DR 寄存器(接收緩沖器)中。

······雙向模式，發(fā)送時(shí)(BIDIMODE=1 并且 BIDIOE=1)

······當(dāng)寫入數(shù)據(jù)到 SPI_DR 寄存器(發(fā)送緩沖器)后，傳輸開始；

·······在傳送第一位數(shù)據(jù)的同時(shí)，數(shù)據(jù)被并行地從發(fā)送緩沖器傳送到 8 位的移位寄存器中，然后按順序被串行地移位送到 MOSI 引腳上；

······不接收數(shù)據(jù)。

?雙向模式，接收時(shí)(BIDIMODE=1 并且 BIDIOE=0)

······SPE=1 并且 BIDIOE=0 時(shí)，傳輸開始；

······在 MOSI 引腳上接收到的數(shù)據(jù)，按順序被串行地移位進(jìn)入 8 位的移位寄存器中，然后被并行地傳送到 SPI_DR 寄存器(接收緩沖器)中。

······不激活發(fā)送器，沒有數(shù)據(jù)被串行地送到 MOSI 引腳上。

從模式下開始傳輸

?全+雙工模式(BIDIMODE=0 并且 RXONLY=0)

······當(dāng)從設(shè)備接收到時(shí)鐘信號(hào)并且第一個(gè)數(shù)據(jù)位出現(xiàn)在它的 MOSI 時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸開始，隨后的數(shù)據(jù)位依次移動(dòng)進(jìn)入移位寄存器；

······與此同時(shí)，在傳輸?shù)谝粋€(gè)數(shù)據(jù)位時(shí)，發(fā)送緩沖器中的數(shù)據(jù)被并行地傳送到 8 位的移位寄存器，隨后被串行地發(fā)送到 MISO 引腳上。軟件必須保證在 SPI 主設(shè)備開始數(shù)據(jù)傳輸之前在發(fā)送寄存器中寫入要發(fā)送的數(shù)據(jù)。

?單向的只接收模式(BIDIMODE=0 并且 RXONLY=1)

·······當(dāng)從設(shè)備接收到時(shí)鐘信號(hào)并且第一個(gè)數(shù)據(jù)位出現(xiàn)在它的 MOSI 時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸開始，隨后數(shù)據(jù)位依次移動(dòng)進(jìn)入移位寄存器；

······不啟動(dòng)發(fā)送器，沒有數(shù)據(jù)被串行地傳送到 MISO 引腳上。

?雙向模式，發(fā)送時(shí)(BIDIMODE=1 并且 BIDIOE=1)

······當(dāng)從設(shè)備接收到時(shí)鐘信號(hào)并且發(fā)送緩沖器中的第一個(gè)數(shù)據(jù)位被傳送到MISO引腳上的時(shí)候，數(shù)據(jù)傳輸開始；

······在第一個(gè)數(shù)據(jù)位被傳送到 MISO 引腳上的同時(shí)，發(fā)送緩沖器中要發(fā)送的數(shù)據(jù)被平行地傳送到 8 位的移位寄存器中，隨后被串行地發(fā)送到 MISO 引腳上。軟件必須保證在 SPI 主設(shè)備開始數(shù)據(jù)傳輸之前在發(fā)送寄存器中寫入要發(fā)送的數(shù)據(jù)；

······不接收數(shù)據(jù)。

?雙向模式，接收時(shí)(BIDIMODE=1 并且 BIDIOE=0)

······當(dāng)從設(shè)備接收到時(shí)鐘信號(hào)并且第一個(gè)數(shù)據(jù)位出現(xiàn)在它的 MOSI 時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸開始；

······從 MISO 引腳上接收到的數(shù)據(jù)被串行地傳送到 8 位的移位寄存器中，然后被平行地傳送到SPI_DR 寄存器(接收緩沖器)；

······不啟動(dòng)發(fā)送器，沒有數(shù)據(jù)被串行地傳送到 MISO 引腳上。

處理數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收

當(dāng)數(shù)據(jù)從發(fā)送緩沖器傳送到移位寄存器時(shí)，設(shè)置 TXE 標(biāo)志(發(fā)送緩沖器空)，它表示內(nèi)部的發(fā)送緩沖器可以接收下一個(gè)數(shù)據(jù)；如果在 SPI_CR2 寄存器中設(shè)置了 TXEIE 位，則此時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷；寫入 SPI_DR 寄存器即可清除 TXE 位。

注： 在寫入發(fā)送緩沖器之前，軟件必須確認(rèn) TXE 標(biāo)志為'1'，否則新的數(shù)據(jù)會(huì)覆蓋已經(jīng)在發(fā)送緩沖器中的數(shù)據(jù)。

在采樣時(shí)鐘的最后一個(gè)邊沿，當(dāng)數(shù)據(jù)被從移位寄存器傳送到接收緩沖器時(shí)，設(shè)置 RXNE 標(biāo)志(接收緩沖器非空)；它表示數(shù)據(jù)已經(jīng)就緒，可以從 SPI_DR 寄存器讀出；如果在 SPI_CR2 寄存器中設(shè)置了 RXNEIE 位，則此時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷；讀出 SPI_DR 寄存器即可清除 RXNIE 標(biāo)志位。

在一些配置中，傳輸最后一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，可以使用 BSY 標(biāo)志等待數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)束。

主或從模式下(BIDIMODE=0 并且 RXONLY=0)全雙工發(fā)送和接收過程模式

1. 設(shè)置 SPE 位為'1'，使能 SPI 模塊；

2. 在 SPI_DR 寄存器中寫入第一個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)，這個(gè)操作會(huì)清除 TXE 標(biāo)志；

3. 等待 TXE=1，然后寫入第二個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)。等待 RXNE=1，然后讀出 SPI_DR 寄存器并獲得第一個(gè)接收到的數(shù)據(jù)，讀 SPI_DR 的同時(shí)清除了 RXNE 位。重復(fù)這些操作，發(fā)送后續(xù)的數(shù)據(jù)同時(shí)接收 n-1 個(gè)數(shù)據(jù)；

4. 等待 RXNE=1，然后接收最后一個(gè)數(shù)據(jù)；

5. 等待 TXE=1，在 BSY=0 之后關(guān)閉 SPI 模塊。

也可以在響應(yīng) RXNE 或 TXE 標(biāo)志的上升沿產(chǎn)生的中斷的處理程序中實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程。

主模式、全雙工模式下(BIDIMODE=0 并且 RXONLY=0)連續(xù)傳輸時(shí)，TXE/RXNE/BSY 的變化示意圖

從模式、全雙工模式下(BIDIMODE=0 并且 RXONLY=0)連續(xù)傳輸時(shí)，TXE/RXNE/BSY 的變化示意圖

只發(fā)送過程(BIDIMODE=0 并且 RXONLY=0)

在此模式下，傳輸過程可以簡(jiǎn)要說明如下，使用 BSY 位等待傳輸?shù)慕Y(jié)束(見下兩圖)：

1. 設(shè)置 SPE 位為'1'，使能 SPI 模塊；

2. 在 SPI_DR 寄存器中寫入第一個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)，這個(gè)操作會(huì)清除 TXE 標(biāo)志；

3. 等待 TXE=1，然后寫入第二個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)。重復(fù)這個(gè)操作，發(fā)送后續(xù)的數(shù)據(jù)；

4. 寫入最后一個(gè)數(shù)據(jù)到 SPI_DR 寄存器之后，等待 TXE=1；然后等待 BSY=0，這表示最后一個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸已經(jīng)完成。

也可以在響應(yīng) TXE 標(biāo)志的上升沿產(chǎn)生的中斷的處理程序中實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程。

注：

對(duì)于不連續(xù)的傳輸，在寫入 SPI_DR 寄存器的操作與設(shè)置 BSY 位之間有 2 個(gè) APB 時(shí)鐘周期的延遲，因此在只發(fā)送模式下，寫入最后一個(gè)數(shù)據(jù)后，最好先等待 TXE=1，然后再等待 BSY=0。

只發(fā)送模式下，在傳輸 2 個(gè)數(shù)據(jù)之后，由于不會(huì)讀出接收到的數(shù)據(jù)，SPI_SR 寄存器中的 OVR位會(huì)變?yōu)?1'。軟件不必理會(huì)這個(gè) OVR 標(biāo)志位。

主設(shè)備只發(fā)送模式(BIDIMODE=0 并且 RXONLY=0)下連續(xù)傳輸時(shí)，，TXE/BSY 變化示意圖

從設(shè)備只發(fā)送模式(BIDIMODE=0 并且 RXONLY=0)下連續(xù)傳輸時(shí)，TXE/BSY 變化示意圖

雙向發(fā)送過程(BIDIMODE=1 并且 BIDIOE=1)

在此模式下，操作過程類似于只發(fā)送模式，不同的是：在使能 SPI 模塊之前，需要在 SPI_CR2 寄存器中同時(shí)設(shè)置 BIDIMODE 和 BIDIOE 位為'1'。

單向只接收模式(BIDIMODE=0 并且 RXONLY=1)在此模式下，傳輸過程可以簡(jiǎn)要說明如下(見)：

在 SPI_CR2 寄存器中，設(shè)置 RXONLY=1；

設(shè)置 SPE=1，使能 SPI 模塊：

主模式下，立刻產(chǎn)生 SCK 時(shí)鐘信號(hào)，在關(guān)閉 SPI(SPE=0)之前，不斷地接收串行數(shù)據(jù)；

從模式下，當(dāng) SPI 主設(shè)備拉低 NSS 信號(hào)并產(chǎn)生 SCK 時(shí)鐘時(shí)，接收串行數(shù)據(jù)。

等待 RXNE=1，然后讀出 SPI_DR 寄存器以獲得收到的數(shù)據(jù)(同時(shí)會(huì)清除 RXNE 位)。重復(fù)這個(gè)操作接收所有數(shù)據(jù)。也可以在響應(yīng) RXNE 標(biāo)志的上升沿產(chǎn)生的中斷的處理程序中實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程。

注： 如果在最后一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后關(guān)閉 SPI 模塊，請(qǐng)按照第 16.3.8 節(jié)的建議操作

只接收模式(BIDIMODE=0 并且 RXONLY=1)下連續(xù)傳輸時(shí)，RXNE 變化示意圖

單向接收過程(BIDIMODE=1 并且 BIDIOE=0)

在此模式下，操作過程類似于只接收模式，不同的是：在使能 SPI 模塊之前，需要在 SPI_CR2 寄存器中設(shè)置 BIDIMODE 為'1'并清除 BIDIOE 位為'0'。

連續(xù)和非連續(xù)傳輸

當(dāng)在主模式下發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，如果軟件足夠快，能夠在檢測(cè)到每次 TXE 的上升沿(或 TXE 中斷)，并立即在正在進(jìn)行的傳輸結(jié)束之前寫入 SPI_DR 寄存器，則能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的通信；此時(shí)，在每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的傳輸之間的 SPI 時(shí)鐘保持連續(xù)，同時(shí) BSY 位不會(huì)被清除。

如果軟件不夠快，則會(huì)導(dǎo)致不連續(xù)的通信；這時(shí)，在每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸之間會(huì)被清除(見下圖)。在主模式的只接收模式下(RXONLY=1)，通信總是連續(xù)的，而且 BSY 標(biāo)志始終為'1'。

在從模式下，通信的連續(xù)性由 SPI 主設(shè)備決定。不管怎樣，即使通信是連續(xù)的，BSY 標(biāo)志會(huì)在每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)之間至少有一個(gè) SPI 時(shí)鐘周期為低。

非連續(xù)傳輸發(fā)送(BIDIMODE=0 并且 RXONLY=0)時(shí)，TXE/BSY 變化示意圖

4 利用DMA的SPI通信

為了達(dá)到最大通信速度，需要及時(shí)往 SPI 發(fā)送緩沖器填數(shù)據(jù)，同樣接收緩沖器中的數(shù)據(jù)也必須及時(shí)讀走以防止溢出。為了方便高速率的數(shù)據(jù)傳輸，SPI 實(shí)現(xiàn)了一種采用簡(jiǎn)單的請(qǐng)求/應(yīng)答的 DMA 機(jī)制。

當(dāng) SPI_CR2 寄存器上的對(duì)應(yīng)使能位被設(shè)置時(shí)，SPI 模塊可以發(fā)出 DMA 傳輸請(qǐng)求。發(fā)送緩沖器和接收緩沖器亦有各自的 DMA 請(qǐng)求。

發(fā)送時(shí)，在每次 TXE 被設(shè)置為'1'時(shí)發(fā)出 DMA 請(qǐng)求，DMA 控制器則寫數(shù)據(jù)至 SPI_DR 寄存器，TXE 標(biāo)志因此而被清除。

接收時(shí)，在每次 RXNE 被設(shè)置為'1'時(shí)發(fā)出 DMA 請(qǐng)求，DMA 控制器則從 SPI_DR 寄存器讀出數(shù)據(jù)，RXNE 標(biāo)志因此而被清除。當(dāng)只使用 SPI 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，只需使能 SPI 的發(fā)送 DMA 通道。此時(shí)，因?yàn)闆]有讀取收到的數(shù)據(jù)，OVR被置為'1'(譯注：軟件不必理會(huì)這個(gè)標(biāo)志)。當(dāng)只使用 SPI 接收數(shù)據(jù)時(shí)，只需使能 SPI 的接收 DMA 通道。

在發(fā)送模式下，當(dāng) DMA 已經(jīng)傳輸了所有要發(fā)送的數(shù)據(jù)(DMA_ISR 寄存器的 TCIF 標(biāo)志變?yōu)?1')后，可以通過監(jiān)視 BSY 標(biāo)志以確認(rèn) SPI 通信結(jié)束，這樣可以避免在關(guān)閉 SPI 或進(jìn)入停止模式時(shí)，破壞最后一個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸。因此軟件需要先等待 TXE=1，然后等待 BSY=0。

注： 在不連續(xù)的通信中，在寫數(shù)據(jù)到 SPI_DR 的操作與 BSY 位被置為'1'之間，有 2 個(gè) APB 時(shí)鐘周期的延遲，因此，在寫完最后一個(gè)數(shù)據(jù)后需要先等待 TXE=1 再等待 BSY=0。

使用 DMA 發(fā)送

使用 DMA 接收

5 SPI中斷

SPI 中斷請(qǐng)求

6 例程設(shè)計(jì)

6.1 SPI_DMA例程

1.UART 模塊：配置 USART1，將printf輸出重定向到該串口，用于輸出系統(tǒng)時(shí)鐘信息與測(cè)試提示。

2.SPI 模塊：使能 SPI1 和 GPIOA 時(shí)鐘，配置相關(guān)引腳。

初始化 SPI1，設(shè)置為雙線全雙工、主模式，數(shù)據(jù)大小為 8 位等參數(shù)。

3.DMA 模塊：使能 DMA1 時(shí)鐘，配置 DMA1 通道 2 用于 SPI1 的接收，通道 3 用于 SPI1 的發(fā)送。

分別設(shè)置通道的外設(shè)地址、內(nèi)存地址、數(shù)據(jù)傳輸方向等參數(shù)。

使能 SPI1 的 DMA 收發(fā)請(qǐng)求，但初始時(shí)禁用 DMA 通道。

4.主函數(shù)模塊：初始化延時(shí)函數(shù)和 UART。

int main(void)
{
    RCC_ClocksTypeDef clocks;
    uint16_t          i;

    // 初始化延時(shí)和串口
    delay_init();
    UART_Configuration(115200);

    // 打印系統(tǒng)時(shí)鐘信息
    RCC_GetClocksFreq(&clocks);
    printf("nSYSCLK: %3.1fMhz, HCLK: %3.1fMhz, PCLK1: %3.1fMhz, PCLK2: %3.1fMhz, ADCCLK: %3.1fMhzn",
           (float)clocks.SYSCLK_Frequency / 1000000, (float)clocks.HCLK_Frequency / 1000000,
           (float)clocks.PCLK1_Frequency / 1000000, (float)clocks.PCLK2_Frequency / 1000000, (float)clocks.ADCCLK_Frequency / 1000000);
    printf("SPI DMA Test.n");

    // 初始化緩沖區(qū)：發(fā)送數(shù)據(jù)為0x01~0xFF，接收緩沖區(qū)清零
    for (i = 0; i < SPI_BUFF_SIZE; i++)
    {
        SPI_TX_BUFF[i] = i + 1;
    }
    memset(SPI_RX_BUFF, 0, sizeof(SPI_RX_BUFF));

    // 初始化SPI和DMA
    SPI_Configuration();
    DMA_Configuration();

    // ================== SPI發(fā)送測(cè)試 ==================
    printf("Start SPI DMA transmission...n");
    GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);       // 拉低片選（CS有效）
    printf("Chip select (CS) is pulled low.n");
    DMA_Cmd(DMA1_Channel3, ENABLE);          // 啟用發(fā)送通道
    printf("DMA channel 3 for SPI Tx is enabled.n");

    // 等待發(fā)送完成（查詢傳輸完成標(biāo)志）
    while (!DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC3))
    {
        printf("DMA transfer in progress...n");
        delay_ms(10);
    }
    printf("DMA transfer completed.n");

    // 清除標(biāo)志并禁用通道
    DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC3);
    printf("DMA transfer complete flag is cleared.n");
    DMA_Cmd(DMA1_Channel3, DISABLE);
    printf("DMA channel 3 for SPI Tx is disabled.n");
    delay_ms(100);
    GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);       // 拉高片選（CS無(wú)效）
    printf("Chip select (CS) is pulled high.n");

    // 打印發(fā)送數(shù)據(jù)
    printf("Data sent via SPI:n");
    for (i = 0; i < SPI_BUFF_SIZE; i++)
    {
        printf("%02X ", SPI_TX_BUFF[i]);
        if ((i + 1) % 16 == 0) printf("n");
    }
    printf("n");

    // ================== SPI接收測(cè)試（如需自發(fā)自收需硬件環(huán)路） ==================
    printf("Start SPI DMA reception...n");
    GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);       // 再次拉低片選（僅示例，實(shí)際需硬件支持）
    printf("Chip select (CS) is pulled low.n");
    DMA_Cmd(DMA1_Channel2, ENABLE);          // 啟用接收通道
    printf("DMA channel 2 for SPI Rx is enabled.n");

    // 等待接收完成（假設(shè)發(fā)送后立即接收，需根據(jù)硬件調(diào)整）
    while (!DMA_GetFlagStatus(DMA1_FLAG_TC2))
    {
        printf("DMA Rx transfer in progress...n");
        delay_ms(10);
    }
    printf("DMA Rx transfer completed.n");
    DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC2);
    printf("DMA Rx transfer complete flag is cleared.n");
    DMA_Cmd(DMA1_Channel2, DISABLE);
    printf("DMA channel 2 for SPI Rx is disabled.n");
    GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);       // 拉高片選

    // 打印接收數(shù)據(jù)（需硬件環(huán)路才能看到有效數(shù)據(jù)）
    printf("Data received via SPI:n");
    for (i = 0; i < SPI_BUFF_SIZE; i++)
    {
        printf("%02X ", SPI_RX_BUFF[i]);
        if ((i + 1) % 16 == 0) printf("n");
    }
    printf("n");

    while (1); // 主循環(huán)保持運(yùn)行
}

?獲取系統(tǒng)時(shí)鐘頻率并輸出。

?填充發(fā)送緩沖區(qū)，清空接收緩沖區(qū)。

?配置 SPI 和 DMA。

?拉低片選信號(hào)，使能 DMA 發(fā)送通道，等待發(fā)送完成后清除標(biāo)志位、禁用通道，最后拉高片選信號(hào)。

6.2 SPI_MasterSlaveDma例程

該例程是一個(gè)基于 W55MH32 的 SPI DMA 通信測(cè)試程序，支持主從模式切換，以下是其詳細(xì)運(yùn)行過程：

1. 初始化階段

(1)時(shí)鐘配置

// 時(shí)鐘配置函數(shù)：?jiǎn)⒂肏SE并配置PLL倍頻
void RCC_ClkConfiguration(void)
{
    RCC_DeInit(); // 復(fù)位RCC配置到默認(rèn)狀態(tài)

    // 啟用外部高速時(shí)鐘(HSE)
    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET); // 等待HSE穩(wěn)定

    // 禁用PLL并配置PLL參數(shù)（HSE×27倍頻，假設(shè)HSE=8MHz，最終SYSCLK=216MHz）
    RCC_PLLCmd(DISABLE);
    WIZ_RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_27, 1); // HSE作為PLL輸入，倍頻27倍
    RCC_PLLCmd(ENABLE);
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET); // 等待PLL鎖定

    // 設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘源及總線分頻
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); // 使用PLL作為系統(tǒng)時(shí)鐘
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);           // AHB總線時(shí)鐘 = SYSCLK (216MHz)
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);             // APB1總線時(shí)鐘 = HCLK/2 (108MHz)
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);             // APB2總線時(shí)鐘 = HCLK (216MHz)

    // 啟用內(nèi)部低速(LSI)和高速(HSI)時(shí)鐘（供其他外設(shè)使用）
    RCC_LSICmd(ENABLE);
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) == RESET);
    RCC_HSICmd(ENABLE);
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSIRDY) == RESET);
}

?調(diào)用RCC_ClkConfiguration()：?jiǎn)⒂猛獠扛咚贂r(shí)鐘（HSE），配置 PLL 為 HSE×27 倍頻（最終 SYSCLK=72MHz）。

······配置 AHB 時(shí)鐘（HCLK）=72MHz，APB1（PCLK1）=36MHz，APB2（PCLK2）=72MHz。

·······啟用內(nèi)部低速時(shí)鐘（LSI）和高速時(shí)鐘（HSI）。

(2)串口初始化

?調(diào)用UART_Configuration(115200)：配置 USART1 波特率為 115200，8 位數(shù)據(jù)位，1 位停止位，無(wú)校驗(yàn)。

······初始化 GPIOA 的 Pin9（TX）和 Pin10（RX）為復(fù)用推挽輸出和浮空輸入。

······使能 USART1。

(3)打印時(shí)鐘信息

通過RCC_GetClocksFreq()獲取并打印系統(tǒng)各時(shí)鐘頻率：

 SYSCLK: 72.0Mhz, HCLK: 72.0Mhz, PCLK1: 36.0Mhz, PCLK2: 72.0Mhz, ADCCLK: 36.0Mhz

2. 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段

初始化發(fā)送緩沖區(qū)：

for (i = 0; i < SPI_BUFF_SIZE; i++) {
    SPI_TX_BUFF[i] = i + 1;  // 填充數(shù)據(jù)0x01~0xFF
}

清空接收緩沖區(qū)：

 memset(SPI_RX_BUFF, 0, sizeof(SPI_RX_BUFF));

3. SPI 與 DMA 配置

(1)模式選擇

?通過條件編譯選擇主模式（SPI_MASTER）或從模式（SPI_SLAVE）。當(dāng)前代碼默認(rèn)為主模式。

(2)GPIO 與時(shí)鐘使能

?主模式（SPI3）：使能 SPI3、GPIOA、GPIOB、DMA2 時(shí)鐘。

······配置 GPIOB 的 Pin3（MOSI）、Pin4（MISO）、Pin5（SCK）為復(fù)用推挽輸出。

······配置 GPIOA 的 Pin15 為片選（CS）輸出，初始拉高。

(3)DMA 配置

?接收通道（DMA2_Channel1）：外設(shè)地址為SPI3->DR，內(nèi)存地址為SPI_RX_BUFF。

······方向?yàn)橥庠O(shè)到內(nèi)存，數(shù)據(jù)寬度為 8 位，循環(huán)模式關(guān)閉。

······使能 DMA 傳輸完成中斷。

?發(fā)送通道（DMA2_Channel2）：外設(shè)地址為SPI3->DR，內(nèi)存地址為SPI_TX_BUFF。

······方向?yàn)閮?nèi)存到外設(shè)，其他參數(shù)與接收通道一致。

(4)SPI 初始化

?主模式配置：全雙工模式，8 位數(shù)據(jù)，CPOL = 低，CPHA = 第一邊沿（模式 0）。

······波特率預(yù)分頻為 8（SPI 時(shí)鐘 = 72MHz/8=9MHz）。

······使能 SPI3。

4. 數(shù)據(jù)傳輸階段

(1)觸發(fā) DMA 傳輸

 void SpiDmaTrans(unsigned char *sendBuffer, unsigned char *reciveBuffer, unsigned int len)
{
    // 主模式下拉低片選信號(hào)（假設(shè)PA15為片選引腳）
#ifdef SPI_MASTER
    GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_15); // 拉低片選，選中從設(shè)備
#endif

    // 禁用舊的DMA請(qǐng)求和通道（確保配置干凈）
    SPI_I2S_DMACmd(UseSpi, SPI_I2S_DMAReq_Tx, DISABLE);
    SPI_I2S_DMACmd(UseSpi, SPI_I2S_DMAReq_Rx, DISABLE);
    DMA_Cmd(UseTxChannel, DISABLE);
    DMA_Cmd(UseRxChannel, DISABLE);

    // 配置DMA緩沖區(qū)地址
    UseTxChannel->CMAR = (uint32_t)sendBuffer; // 發(fā)送緩沖區(qū)地址
    UseRxChannel->CMAR = (uint32_t)reciveBuffer; // 接收緩沖區(qū)地址

    // 設(shè)置傳輸數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（256字節(jié)）
    UseTxChannel->CNDTR = len;
    UseRxChannel->CNDTR = len;

    // 重置傳輸完成標(biāo)志
    SpiTransFinish = 0;

    // 啟用DMA通道和SPI的DMA請(qǐng)求
    DMA_Cmd(UseRxChannel, ENABLE); // 先啟用接收通道（確保同步）
    DMA_Cmd(UseTxChannel, ENABLE);
    SPI_I2S_DMACmd(UseSpi, SPI_I2S_DMAReq_Rx, ENABLE); // 使能SPI接收DMA請(qǐng)求
    SPI_I2S_DMACmd(UseSpi, SPI_I2S_DMAReq_Tx, ENABLE); // 使能SPI發(fā)送DMA請(qǐng)求
}

?調(diào)用SpiDmaTrans()：拉低片選信號(hào)（GPIOA Pin15）。

······配置 DMA 緩沖區(qū)地址和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（256 字節(jié)）。

······啟用 DMA 通道和 SPI 的 DMA 請(qǐng)求。

(2)中斷處理

?傳輸完成中斷（UseSpiTransFinishHanlder）：清除 DMA 完成標(biāo)志，禁用 DMA 通道。

······拉高片選信號(hào)（主模式）。

······設(shè)置SpiTransFinish標(biāo)志，通知主循環(huán)傳輸完成。

5. 數(shù)據(jù)驗(yàn)證與循環(huán)

?主循環(huán)邏輯：等待 DMA 傳輸完成（SpiTransFinish標(biāo)志）。

·······比較發(fā)送與接收數(shù)據(jù)：若不一致，打印錯(cuò)誤信息并進(jìn)入死循環(huán)。

--若一致，打印>>success并延時(shí) 10ms 后重試。

7 下載驗(yàn)證

7.1 SPI_DMA例程

程序啟動(dòng)

通過串口輸出系統(tǒng)時(shí)鐘頻率信息，可確認(rèn)時(shí)鐘配置是否正確。

顯示測(cè)試提示信息，表明開始進(jìn)行 SPI 的 DMA 數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試。

SPI 數(shù)據(jù)發(fā)送

拉低片選信號(hào)（GPIOA 的引腳 4），選中 SPI 從設(shè)備，準(zhǔn)備傳輸數(shù)據(jù)。

使能 DMA 發(fā)送通道，開始通過 SPI1 將發(fā)送緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綇脑O(shè)備。

等待 DMA 傳輸完成，此過程中硬件上 SPI 總線會(huì)有相應(yīng)信號(hào)傳輸。

傳輸完成后，清除 DMA 傳輸完成標(biāo)志，禁用 DMA 發(fā)送通道。

拉高片選信號(hào)，結(jié)束本次數(shù)據(jù)傳輸。

7.2 SPI_MasterSlaveDma例程

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審核編輯 黃宇