读写模式通信标准NucleoSPI(通信数据读写模式时钟)「读写模式是什么」

发送数据:当不使用Tx FIFO缓冲区时,直接就是将1Byte数据从MOSI上传移位寄存器,然后移位寄存器自己根据时钟CLK的边沿将数据按位移动到IO口,然后传送出去;当使用Tx FIFO的时候,咱们就直接将一堆数据放在Tx FIFO中,然后使能传输,它就自己讲数按照SPI协议发送出去了(如红色线)。
接收数据:当不使用Rx FIFO缓冲区的时候,MCU根据时钟CLK的边沿对MISO引脚进行数据采集,然后放在移位寄存器上,当采集满8bit了,时钟就好停下来啦!然后就是读取数据出来啦!哈哈!当使用Rx FIFO时,就将数据放大Rx FIFO中,然后当FIFO满的时候,产生标志或者中断,然后就将数据搬到内存中就好喽!嘿嘿!(如蓝色线)。
对于时钟线和NSS,当然是分别作为产生数据传输是所需要的时钟脉冲和片选了哈!那么其实在这个SPI“内脏”中,还包含了CRC校验控制器和同学控制器,顾名思义肯定是用来校验和控制SPI通了的拉!嘿嘿!那么粉色框是啥意思呢??下面那个一看就知道这是波特率了!嘿嘿!就是控制速度的拉!两个设备要通信,肯定是要站在同一个水平上交流嘛!如果一个快一个慢,那就没法交流了!嘿嘿!那上面的粉色框是啥呢??RXONLY就是只读喽!但是其实参考手册上都有表述,先不纠结这个。
咱要关注的应该是:CPOL和CPHA。
这两东西到底是啥呢??其实呢CPOL表示SPI通信的时钟极性,即表示时钟线在空闲时的电平状态;CPHA表示SPI通信的时钟相位,即表示在时钟线脉冲的什么时候对数据进行捕捉和输出。
可以配置出两种SPI通信协议(它对SPI通信影响极大)。
CPOL和CPHA的配置表述:CPOL:CPOL= 0;时钟线空闲状态时为低电平;CPOL=1;时钟线空闲状态时为高电平。
CPHA:CPHA=0;在时钟线的第一个跳变沿(上升沿/下降沿)数据被采集;CPHA=1;在时钟线的第二个跳变沿(上升沿/下降沿)数据被采集。
注:在进行SPI通信时,通过一总线上的所有设备必须保证CPOL和CPHA的一致性;这是非常重要的,反正意思就是在同一水平上进行交流。
得到以上消息之后,咱组合一下就有如下情况了,其实就是2的2次方等于4种SPI通信模式,如下:(1)SPI0:CPOL=0,CPHA=0(2)SPI1:CPOL=0,CPHA=1(3)SPI2:CPOL=1,CPHA=0(4)SPI3:CPOL=1,CPHA=1嘿嘿!以上就是SPI通信的四种模式了!也可以理解成SPI通信的四种协议!还有就是至于SPI0~SPI3到底表示的是啥就不要纠结了(有些人不知道咋的,就是要纠结这东西,然后然后连自己都分不清楚这到底是啥)!咱至于记住CPOL和CPHA分别在不同状态下表示的是啥就够了!然后组合!哈哈哈哈!你懂的。
OK!对于SPI总线通信的基本说明就到这了!当然了,还有时序的说明,但是呢,这个比较长!就不一个个分析了,看看SPI通信协议更靠谱!嘿嘿!我会附上我认为比较好的SPI协议文档进行参考。
下面咱要继续挖SPI了!SPI主机-从机全双工通信:看见了没!现在知道为毛是三线了吧?上面已经表示出了主机和从机之间的接口连接方式,有时候只需要一直讲NSS处于一个低电平状态,就可以一直正常通信了。
至于发送数据那就是CLK,NISO,MOSI的事了。
SPI主机-从机半双工通信:看见了没有??这样也是可以的!这就有点像IIC了,但是,但是协议是不一样的!主机的MOSI与从机的MISO接口相连!既然是半双工,那么就意味着它不能同时发送和接收数据了,所以,主机应该是先发完数据,然后再读取数据,呵呵!!!这样的通信方式,到目前为止,俺遇到的传感器等等设备也是没用过哇。
不过不管它!既然支持,那么有机会就要使用它!嘿嘿!SPI主机-从机单工通信:在参考手册中有如下图的一段话:讲述了SPI可以工作在单工模式下雨设备通信!和它的配置!那么说明时候用到这种配置的通信呢??不知道各位有木有用过74HC595,74HC573等等这些锁存器呢或者是SPILCD/OLED呢?没错!对于这些设备或者芯片,单片机没有什么数据要从他们那里读取的!只需要向他们写数据就好!所以在这种情况下就需要单工SPI通信了!哈哈!看下图:接口就如上了!嘿嘿!但是!但是一定要看下面的标注1、2、3和Note啊,别傻乎乎的出问题了。
SPI主机-多从机通信:看见上图没?知道NSS是干啥的了吧?SPI的多机通信就是这样了!特别注意粉色框的NSS的接法和用法!很重要哦!其他的一切都是按照SPI标准协议来通信的!就不多废话了。
嘿嘿!OK!SPI的基本的协议!就是这样了!哈哈!在参考手册上还分别对CLK、NSS、RxFIFO/TxFIFO、DMA等等的用法!这个就自己去看了!基本的协议将清楚了!那就应该做做实验,谢谢代码了。
嘿嘿!还有一点解释就是,为毛不讲解寄存器呢??嘿嘿!我将反问道,为毛样讲寄存器呢?难道我会将的有手册的好,有手册的权威??这是不可能的!而且,学到了这一步,对怎么看寄存器资料介绍和操作寄存器应该是没问题了的!嘿嘿!我刚好有64M的SPIFlash,嘿嘿!这个可不能浪费喽!哈哈!那咱就先玩Flash吧!用它来体验一下SPI通信!嘿嘿!Flash型号:W25Q64 华邦公司的产品喽!Flash大小:64M Bit == 8M Byte,空间可是好大哦!有8M Byte主控MCU:STM32F030R8T6咱就通过MCU的硬件SPI资源与SPIFlash进行通信,实现数据的存储和读取。
要干下面这么几件事:1.查阅W25Q64 数据手册Datasheet,获取其SPI的时钟相位和极性。
这可是通信的关键哦!看见没!SPIFlash支持两种SPI标准通信模式,分别是SPI0:CPOL=0,CPHA=0SPI3:CPOL=1,CPHA=1OK!想要的信息得到了!2.选择和配置MCU SPI资源,在这里咱就用SPI1了!如下图:有的选择!这是好事啊!意味着有备胎哇!哈哈哈!那么我们到底该用哪一组呢?查看了一下Nucleo板卡的原理图,得知PA5引脚是用来驱动发光二极管LD2的,那就意味着如果咱选用第1组,那么LD2就没得玩了!这样就不好玩了!所以咋还是选择第二组吧!嘿嘿!记住资源选择的思路哦!!!一切都要考虑到!咦!是不是感觉有哪里不对??第二组为毛没有硬件NSS资源呢??这个咋玩啊??嘿嘿!其实那,在这里咱是和SPIFlash通信,那么就是以为着STM32F030是作为主机Master来使用的,所以,嘿嘿!NSS任意选择一个GPIO口即可。
哈哈!在这里咱根据Nucleo板卡的布局和考虑到功能的复用等等,选择了GPIOA10口作为NSS了。
3.硬件连接,如下图:下面就该贴程序了!嘿嘿!SPI的初始化配置:解释:1.打开SPI1的时钟喽!不理解为毛是APB2的话,没关系,两种方法(1)看时钟树(2)查看stm32f10x_rcc.c文件!找到RCC_APB2Periph_SPI1即可!嘿嘿!2.打开GPIO端口的复用功能,这个从函数源码来讲应该是很好理解的!函数源码参数说明如下:问题就来了!你咋知道我们所用的资源对应的到时是哪一个GPIO_AF_x?比日说SPI1从函数说明来说可能是GPIO_AF_0也可能是GPIO_AF_1,这个咋玩呢??还是一句话,在参考手册或者数据手册Datasheet上找,肯定能找到。
没错,就是在Datasheet上找到了!如下图:看见了没??对应的是AF0啊啊啊啊啊啊!所以就是GPIO_AF_0。
嘿嘿!多么简单的领悟哇!3.就是硬件SPI的基本配置了,嘿嘿!不管他!反正,咱只要配置成:全双工通信(主要参数宏的2Lines(两线)是指两根数据线)、数据长度8Bit、CPOL=1,CPHA=1(用模式3)、NSS由软件控制、波特率预分频值为4分频(关于速率也要参看SPIFlash手册,这样才能正确通信)、指定数据传输从MSB位开始(这个一定要参看参考手册)、指定CRC多项式计算因子为7(这个在参考手册中也有详细说明)、后指定SPI为Master主模式。
这样就完成配置了!嘿嘿!4.启动NSS为软件管理模式,配置FIFO的接收阀值为事件生成的1/4,后就使能SPI1控制器了。
哈哈!配置过程就这样完了!既然配置完成了!咱就发送和接收数据喽!这才是终的目标嘛!哈哈!那就往下看喽!上面就是读写函数了!四句话解决!是不是很简洁?嘿嘿!肯定是下班等待发送标志空闲,然后再SPI_SendData8()发送数据啦!因为是全双工的嘛,所以每发送出去1bit数据,MCU也会接收到1bit的数据,只是这些事咱不用考虑,因为MCU的SPI控制器已经给咱们干了。
哈哈!所以发送了之后,就要该读取了!但是总得等待接收标志位空闲吧!然后读取就返回了!所以,对于SPI的通信,发送数据和读取数据就是同一个函数实现喽!但是,有一点要注意哦,SPI通信接收的数据是上一次的数据,啥意思呢??比如,咱发送一个命令(0x08),spi_data = SPI_SendData8(SPI1,0x08);这是返回的spi_data不是命令0x08所返回的结果数据,所以想要获取命令0x08的返回数据,就要紧接着spi_data = SPI_SendData8(SPI1,0xff);这次才是命令0x08所返回的数据,这一点尤其要注意。
OK!既然配置好了!也可以发送和接收数据了!那SPI的讲解也就完了!嘿嘿!至于其他部分的关于SPIFlash的代码,这就没什么好说的了!见我附的例程吧!具体的实现就要参考SPIFlash的datasheet了。
解释:在这里虽然与SPIFlash通信,但是对SPIFlash的讲解并不大!其实呢,对于SPIFlash的讲解又是一大堆!而且我觉得没必要!因为这与SPI通信无关了,而且SPIFlash的Datasheet将的非常权威了,我们只需要知道SPIFlash是存储数据的存储器,我们用它的目的就是为了存储数据或者存放Demo。
这就够 ,至于它的指令,等等每一种SPIFlash都是不尽相同的!没法讲。
后:以上内容仅仅为个人理解,如果有错误或者不足,请联系我嵌入式物联网需要学的东西真的非常多,千万不要学错了路线和内容,导致工资要不上去。

分享大家一个资料包,差不多150多G。
里面学习内容、面经、项目都比较新也比较全。

扫码进群领资料
读写模式通信标准NucleoSPI(通信数据读写模式时钟)
(图片来源网络,侵删)

联系我们

在线咨询:点击这里给我发消息