STM32的SPI相关知识

STM32的SPI相关知识

一、前言
本人使用的是stm32f103的开发板，Flash芯片是W25Q64。本章介绍SPI的相关通讯知识，后续篇章会有SPI实现简单的读写Flash的代码。

二、简介
SPI 协议是由摩托罗拉公司提出的通讯协议(Serial Peripheral Interface)，即串行外围设备接口，是一种高速全双工的通信总线。它被广泛地使用在 ADC、 LCD 等设备与 MCU 间，要求通讯速率较高的场合。

1.SPI物理层

SPI 通讯使用 3 条总线及片选线，3 条总线分别为 SCK、 MOSI、MISO，片选线为SS(也称为NSS、CS)。

①SCK:时钟信号线，用于通讯数据同步 。

②SS：从设备选择信号线，也称为片选线。SPI与I2C协议不同，I2C通过设备地址来寻址，而SPI协议中没有设备地址，他是通过设备的片选信号线来寻址，当主机与设备相连时，即将设备的NSS片选信号线置低电平，即片选有效，所以当置高电平时为结束片选。通常我们通过普通的GPIO，控制高低电平的软件模拟的方式来产生通讯起始和停止信号 ，更方便。

③MOSI：主设备输出/从设备输入。(Master Output， Slave Input)

④MISO：主设备输入/从设备输出。(Master Input,， Slave Output)

2.SPI协议层

这是SPI的通讯时序，NSS、 SCK、 MOSI 信号都由主机控制产生，而 MISO 的信号由从机产生，主机通过该信号线读取从机的数据。 MOSI 与 MISO 的信号只在 NSS 为低电平的时候才有效，在 SCK 的每个时钟周期 MOSI 和 MISO 传输一位数据。

①CPHA: 时钟相位，决定了SPI数据的“奇偶边沿采样。当CPHA=0时，MOSI或MISO在数据线上的信号将会在SCK时钟线上的“奇数边沿”被采样；当CPHA=1时，MOSI或MISO在数据线上的信号将会在SCK时钟线上的“偶数边沿”被采样；

②CPOL: 时钟极性，意思是当SPI通讯设备处于空闲的状态(NSS线为高电平)时，SCK信号线的电平信号。当CPOL=0时，SCK在空闲状态时为低电平；当CPOL=1时，SCK在空闲状态时为高电平。

（由CPHA和CPOL两种特性使SPI有四种通讯模式，模式的选择需通过查阅相关FLASH芯片手册的功能介绍中得知，实际中模式0和模式3使用的比较多，如下图）

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三、STM32的SPI内部架构

SPI 的 MOSI 及 MISO 都连接到数据移位寄存器上 ，当外部发送数据时，数据移位寄存器以“发送缓冲区”为数据源，将数据一位一位地发送出去；当外部接收数据时，数据移位寄存器将数据线上接收到地数据一位一位地发送到“接收缓冲区”中。
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四、SPI地通讯过程

相关过程解析：
1.控制NSS线，开启通讯；

2.将要发送地数据发送到“数据寄存器”中，其会发送到“发送缓存区”中；

3.通讯开始， SCK 时钟开始运行。 MOSI 把发送缓冲区中的数据一位一位地传输出去；MISO 则把数据一位一位地存储进接收缓冲区中 ；

4.等待发送完一帧数据时，“状态寄存器”中的TXE(发送缓存区为空)标志位会置1，表示发送缓存区为空；当接收完一帧数据时，“状态寄存器”中的RXNE标志位会置1，表示接收缓存区为非空，已接收到数据的意思。
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以上就是STM32的SPI相关的内容，若有错误的地方，请尽情斧正。