STM32单片机SPI总线与FPGA的通信设计

最近在研究SPI总线，至于协议和硬件描述就不多说了

四线包括时钟、片选、接收、发送

初始化SP

SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //全双工

SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主模式

SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_16b; //16bit宽度

SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;

SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;

SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;

SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2; //2--18MHz; 4--9MHz; 8--4.5MHz

SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //高位在前

SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;

SPI_Init（SPIx， &SPI_InitStructure）;

SPI_Cmd（SPIx， ENABLE）;

SPI不能硬件控制CS，只能软件来控，就是通过将NSS设为外部GPIO来控制。

像我所做的项目是使用STM32与FPGA通信，而FPGA的SPI工作在这种一直状态

作为主设备的STM32，CS在传输数据的时候为低，传输完毕后必须拉高，这样FPGA可以判断出SPI的传输起止状态。

FPGA的数据传输格式是16bit地址+16bit数据

对于读16bit，实现如下

uint16_t spi_read（SPI_TypeDef* SPIx，uint32_t addr）

{

uint16_t value;

uint16_t spi_nss;

uint16_t add;

uint32_t level;

if（SPI1 == SPIx）

spi_nss = SPI1_PIN_NSS;

else if（SPI2 == SPIx）

spi_nss = SPI2_PIN_NSS;

while （SPI_I2S_GetFlagStatus（SPIx， SPI_I2S_FLAG_TXE） == RESET）;

GPIO_ResetBits（GPIOA， spi_nss）;

SPI_I2S_SendData（SPIx， addr）; //0xf014 》》 2

while （SPI_I2S_GetFlagStatus（SPIx， SPI_I2S_FLAG_TXE） == RESET）;

SPI_I2S_SendData（SPIx， 0x0）;

while （SPI_I2S_GetFlagStatus（SPIx， SPI_I2S_FLAG_RXNE） == RESET）;

SPI_I2S_ReceiveData（SPIx）;

while （SPI_I2S_GetFlagStatus（SPIx， SPI_I2S_FLAG_TXE） == RESET）;

GPIO_SetBits（GPIOA， spi_nss）;

while （SPI_I2S_GetFlagStatus（SPIx， SPI_I2S_FLAG_RXNE） == RESET）;

value = SPI_I2S_ReceiveData（SPIx）;

return value;

}

写函数

void spi_write（SPI_TypeDef* SPIx，uint32_t addr， uint16_t value）

{

uint16_t spi_nss;

uint32_t level;

if（SPI1 == SPIx）

spi_nss = SPI1_PIN_NSS;

else if（SPI2 == SPIx）

spi_nss = SPI2_PIN_NSS;

while （SPI_I2S_GetFlagStatus（SPIx， SPI_I2S_FLAG_TXE） == RESET）;

GPIO_ResetBits（GPIOA， spi_nss）;

SPI_I2S_SendData（SPIx， addr）;

while （SPI_I2S_GetFlagStatus（SPIx， SPI_I2S_FLAG_TXE） == RESET）;

SPI_I2S_SendData（SPIx， value）;

while （SPI_I2S_GetFlagStatus（SPIx， SPI_I2S_FLAG_RXNE） == RESET）;

SPI_I2S_ReceiveData（SPIx）;

while （SPI_I2S_GetFlagStatus（SPIx， SPI_I2S_FLAG_TXE） == RESET）;

GPIO_SetBits（GPIOA， spi_nss）;

while （SPI_I2S_GetFlagStatus（SPIx， SPI_I2S_FLAG_RXNE） == RESET）;

SPI_I2S_ReceiveData（SPIx）;

}

拿write函数举例

只所以这么设计是因为

如果是函数一开始就将NSS脚拉低，然后再去send，如下

GPIO_ResetBits（GPIOA， spi_nss）;

while （SPI_I2S_GetFlagStatus（SPIx， SPI_I2S_FLAG_TXE） == RESET）;

SPI_I2S_SendData（SPIx， addr）;

这样在CS拉低一段时间后（时间大概有16个时钟周期），才有CLK，这样延时就会降低SPI的传输效率

之前那种方式会在CS拉底后很快就有clk时钟出来

之所以写两次再读两次而不是读一次写一次也是考虑到效率的问题

如果先写一次再读一次，看波形每个数据之间有比较大的空隙是没有clk的，就是说在传输完一个数据后再

传第二个会要等一段时间，这个对速度要求比较高的设备是不允许的

还有值得注意的是：

如果SPI是主模式，那么GPIO设置为

NSS是GPIO_Mode_Out_PP

CLK是GPIO_Mode_AF_PP

MOSI是GPIO_Mode_AF_PP

MISO是GPIO_Mode_IN_FLOATING

如果SPI是从模式，那么GPIO设置为

NSS是GPIO_Mode_Out_PP

CLK是GPIO_Mode_IN_FLOATING

MOSI是GPIO_Mode_IN_FLOATING

MISO是GPIO_Mode_AF_PP