stm32串行设备接口SPI控制max31865

　　本人是刚入行的嵌入式，之前也没有多少项目经验，故在公司的这几个月里，可谓是如履薄冰，对于公司不同项目使用的不同的设备之多，数据手册之繁杂，让我不禁望洋兴叹，故而不愿意放弃周末这大好的自我提升时间，努力耕耘，特开此园，与诸君共论（咳咳，有点羞耻，算了就这样吧，不改了）。

　　现阶段我比较注重各种协议，所以今后几个月内会不间断的更新各种简单常用的协议，这也算给自己立一个flag吧，督促自己。

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　　本篇讲述的是常用的工业级标准串行协议SPI，经常用于各种嵌入式系统，能够将微处理器连接到各种片外传感器、存储器和控制设备等。

       SPI使用两根数据线、一根时钟线、一根控制线（片选线）实现串行通信：

MOSI	主设备数据输出从设备数据输入线
MISO	主设备数据输出从设备数据输入线
SCK	主设备输出从设备输入时钟线（用于同步数据位）
NSS(CS)	主设备输出从设备输入片选线（低电平有效）

　

　　SPI由于其时钟SCK的极性和相性的不同，其工作模式一共有4种：

　　在这里我要感谢我的高频电子线路的老师，谢谢他教会我的许多模电知识（话说我模电课是在干嘛？）

　　对于不知道什么是极性和相性的同学，可以先简单的将这两个名词分别记为极性（波形的上下高低起伏）、相性（波形沿时间线的前后的变化）（实在不了解的就当作名词使用）

　　在SPI的SCK时钟线极性为0时，SPI在空闲时SCK为低电平，工作时由低电平起跳到高电平

　　　　　  SCK时钟线极性为1时，SPI在空闲时SCK为高电平，工作时由高电平起跳到低电平

　　在SPI的SCK时钟线相性为0时，SPI会在工作时从第一个时钟沿开始采集数据

　　             SCK时钟线相性为1时，SPI会在工作时从第二个时钟沿开始采集数据 

                                                                                                                                                                           

                                                                                                                                             

　　但我一般不会去记这四种工作模式分别是什么极性什么相位，我只会记住极性为0是低电平跳到高电平，相性为0是第一个边沿采集，反之亦然，这样不管在遇到什么从设备时，你都能根据datasheet优雅的设置SPI工作模式。

       

       对于整个SPI通信协议来说，由数据的收发和对收发的控制两部分组成，其收发数据的整个流程为：

主设备将数据copy到SPI发送缓存区——》主设备拉低要通信的从设备的NSS（CS）片选线电平——》SPI检测到片选线被拉低后进入工作模式——》位移寄存器将发送缓存区的数据并串转换发送出去（同时，在从设备中数据由位移寄存器串并转换到接收缓存区中）

这里要注意：不管是主设备还是从设备的位移转换器都在主设备的SCK作用下完成移位的，故从设备想要发送数据到主设备必须依赖主设备的时钟，也就是主设备要空发一个没用的数据，从设备利用此时主设备给的时钟趁机将数据发给主设备（从设备好惨啊~~~）

      这是SPI的方框图，对于收发控制方面感兴趣的可以看一下（晚上照的，灯光不好，请见谅）

      图中的NSS（CS）就是片选，低电平有效，可以使得主设备在与多个设备连接时，也能单独与某一个从设备进行通信，而不受干扰（这就是渣男的梦想吗？doge）

      图中右下部分CR1这个寄存器中的SSM位是用于控制上面说讲的NSS是否有效的，SSM为0时，此时NSS就有效；SSM为1时，此时NSS就无效，

      但此时NSS无效了我该怎么实现片选这个功能呢？

      此时就可以通过图中边上的那个CR1寄存器中的SSI位来实现，此位一般主设备设为1，当某个从设备设为0时，表示选中该设备了

 

      一般在实际项目的使用中都会用到多个从设备，所有的从设备都共用MOSI、MISO、SCK这三根线，但每个从设备都必须拥有独属于自己的NSS片选线，但我不可能有几个从设备就直接从主设备连几根NSS线，这太消耗资源了，此时一般都会使用多路复用器来控制。

     SPI寄存器一共有7个，分别为CR1（控制寄存器1）、CR2（控制寄存器2）、SR（状态寄存器）、DR（数字寄存器）、CRCPR（CRC多项式寄存器）、RXCRCR（接收CRC寄存器）、TXCRCR（发送CRC寄存器）；

     这些寄存器在STM32中都是被定义过的，可以不用管该寄存器的地址，我在这里就不一一列举各个寄存器的使用了，感兴趣的可以私下了解一番。

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以上就是对于SPI的理论知识，对于具体的代码实现的话，由于大家所应用的环境不同，故我这里只能给出一份基于STM32F407GT6通过SPI控制MAX31865温度采集的代码示范：

 
//本来想写点注释的，但……懒癌犯了，直接复制应该没有问题的
int main(void)
 {    
    int temvalue = 0,RTDs = 0,i = 0;
    uint16_t data = 0;
    float temps = 0;
    uint16_t dtemp[2] = {0};
    char tem_buff[30] = "0";
    char *temptr  = tem_buff;
    
    RCC_Configuration();
    
    delay_init();             
    uart_init(115200);                  
    SPI2_Init();
    MAX31865_Init();
    LED_Init();
  
    delay_ms(10);
    GPIO_ResetBits (GPIOB, GPIO_Pin_12);
    SPI2_ReadWriteByte(0x80);
    SPI2_ReadWriteByte(0xC1);
    GPIO_SetBits (GPIOB, GPIO_Pin_12);  
    while(1)
    {
        dtemp[0] ='0';
        dtemp[1] ='0';
        data = 0;
        temps = 0;
        RTDs = 0;
        SPI_ReadWrite(dtemp);
        data=((dtemp[0]<<7) | dtemp[1]);
        temps=data;
        temps = (temps*402)/32768; 
        RTDs = (int)temps;
        temvalue = 9e-10*(temps*temps*temps*temps)+4e-7*(temps*temps*temps)+0.0008*(temps*temps)+2.3828*temps-246.81;
        sprintf(temptr,"RTD:%d temp:%d,data:%d\r\n",RTDs,temvalue,data);
        
        for(i = 0;i<30;i++)
        {
         USART_SendData(UART4, temptr[i]);
         while(USART_GetFlagStatus(UART4,USART_FLAG_TC) ==RESET);
         }
         
         GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_14);
         delay_ms(500);
         GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_14);
         delay_ms(500);
     
       
    }
   
}

void MAX31865_Init(void)
{    
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(    RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;  
     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
     GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
     GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
 
    GPIO_SetBits (GPIOB, GPIO_Pin_12);  //cs_H
    SPI2_Init();               
    SPI2_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_256);
 

}  

void RCC_Configuration(void) 
{    
  ErrorStatus HSEStartUpStatus;
  RCC_DeInit(); 
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); 
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp(); 
  if(HSEStartUpStatus == SUCCESS) 
  { 
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); 
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2); 
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);  
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);  
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div4); 
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9); 
    RCC_PLLCmd(ENABLE); 
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) { } 
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); 
    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08) { } 
  } 
  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA2, ENABLE); 
 
 
} 

void SPI2_Init(void)
{
     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(    RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );//PORTBʱÖÓʹÄÜ 
    
    RCC_APB1PeriphClockCmd(    RCC_APB1Periph_SPI2,  ENABLE );//SPI2ʱÖÓʹÄÜ     
 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13  | GPIO_Pin_15;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //PB13/14/15¸´ÓÃÍÆÍìÊä³ö cs miso mosi
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//³õʼ»¯GPIOB
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
     GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15);  //PB13/14/15ÉÏÀ­
    
     
    
 
    

    SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; 
    SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;       
    SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;       
    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_256;        
    SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;    
    SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;    
    SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);  
 
    SPI_Cmd(SPI2, ENABLE); 
    
    SPI2_ReadWriteByte(0xff);     


} 

void SPI2_SetSpeed(u8 SPI_BaudRatePrescaler)
{
  assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler));
    SPI2->CR1&=0XFFC7;
    SPI2->CR1|=SPI_BaudRatePrescaler;    
    SPI_Cmd(SPI2,ENABLE); 

} 

u8 SPI2_ReadWriteByte(u8 TxData)
{
    u8 retry=0;
                 
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) 
        {
        retry++;
        if(retry>200)
        {
            
            return 0;
        }
        }              
    SPI_I2S_SendData(SPI2, TxData); 
    retry=0;

    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI2, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) 
        {
        retry++;
        if(retry>200)
        {
           
            return 0;
        }
        }
     return SPI_I2S_ReceiveData(SPI2); 
                      
}