STM32 SPI介绍

3线全双工同步传输

带货不带第三根双向数据线的双线单工同步传输

8或16位传输帧格式选择

主或从操作

8个模式波特率分频系数

从模式频率

主模式和从模式的快速通信：最大SPI速度达到了18MHz

主模式和从模式均可以由软件或硬件进行NSS管理：主/从操作模式的动态改变

可编程的时钟极性和相位

可编程的数据顺序

可触发中断的专用发送和接受标志

SPI总线忙状态标志

支持可靠通信的硬件CRC

通常SPI通过4个管脚与外部器件相连

MISO：主设备输入/从设备输出管脚，该管脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据

MOSI：主设备输出/从设置输入管脚，该管脚在主模式下发送数据，在从模式下接受数据

SCK：串口时钟，作为主设备的输出，从设置的输入

NSS：从设置选择，这是一个可选的管脚，用来选择主/从设置，他的功能是用来作为片选管脚，让主设备可以单独的与特定从设备通讯，避免数据线上的冲突，从设备的NSS管脚可以由主设备当做一个标准的IO来驱动，一旦被使能SSOE位，NSS管脚也可以作为输出管脚，并在SPI设置为主模式时拉低，此时所有NSS管脚连接到主设备NSS管脚的SPI设备，会检测到低电平，如果他们被设置NSS硬件模式，就会自动进入从设备状态

时钟信号的相位和极性

SPI_CR寄存器的CPOL和CPHA位，能够组合成四种可能的时序关系，CPOL（时钟极性）位控制在没有数据传输时时钟的空闲状态电平，此位对主模式和从设备下的设备都有效，如果CPOL被清0，SCK引脚在空闲状态保持低电平；如果CPOL被置1，SCK引脚在空闲状态保持高电平

如果CPHA时钟相位位被置1，SCK时钟的第二个边沿（CPOL位为0时就是下降沿，CPOL位为1时就是上升沿），进行数据位的采样，数据在第二个时钟边沿被锁存

CPOL时钟极性和CPHA时钟相位的组合选择数据捕捉的时钟边沿

SPI从模式

在从配置里，SCK引脚用于接收到主设备来的串行时钟，SPI_CR1寄存器的BR的设置不影响数据传输速率

配置步骤

1、配置DFF位以定义数据帧格式为8位或16位

2、选择CPOL和CPHA位来定义数据传输和串行时钟之间的相位关系，为保证正确的数据传输，从设备和主设备的CPOL和CPHA位必须配置成相同的方式

3、帧格式（MSB在前还是LSB在前取决于SPI_CR1寄存器中的LSBFIRST位）必须和主设备相同

4、硬件模式下，在完整的数据帧发送过程中，NSS引脚必须为低电平，软件模式下，设这SPI_CR1寄存器中的SSM位并清除SSI位

5、清除MSTR位，设置SPE位，使响应引脚工作于SPI模式下

在这个配置里，MOSI引脚是数据输入，MISO引脚是数据输出

数据发送过程

数据字被并行地写入发送缓冲器

当从设备接收到时钟信号，并且在MOSI引脚上出现第一个数据位时，发送过程开始，第一个位被发送出去，余下的位（对于9位数据帧格式，还有7位；对于16位数据帧格式，还有15位）被装进移位寄存器，当发送缓冲器中的数据传输到移位寄存器时，SPI_SR寄存器里的TXE标志被设置，如果设置了SPI_CR2寄存器上的TXEIE位，将会产生中断

数据接收过程

对于接收方，当数据接收完成时

移位寄存器中的数据传送到接受缓冲器，SPI_SR寄存器中的RXNE标志被设置

如果设置了SPI_CR2寄存器的RXEIE位，则产生中断

在最后一个采样时钟边沿后，RXNE位被置1，移位寄存器中接收到的数据字节被传送到接受缓冲器，当读SPI_DR寄存器时，SPI设备返回这个值。读SPI_DR寄存器是，RXNE位被清除。

SPI主模式

在主配置时，串行时钟在SCK脚产生

配置步骤

1、通过SPI_CR1寄存器的BR位定义串行时钟波特率

2、选择CPOL和CPHA位，定义数据传输和串行时钟的相位关系

3、设置DRR位来定义8位或16位数据帧格式

4、配置SPI_CR1寄存器的LSBFIRST位定义帧格式

5、如果NSS引脚需要工作在输入模式，硬件模式中在整个数据帧传输器件应把NSS脚连接到高电平；在软件模式中，需设置SPI_CR1寄存器的SSM和SSI位，如果NSS引脚工作在输出模式，则只需设置SSOE位

6、必须设置MSTR和SPE位

在这个配置中，MOSI脚是数据输出，而MISO脚是数据输入。

数据发送过程

当一字节写进发送缓冲器时，发送过程开始。

在发送第一个数据位时，数据字被并行地（通过内部总线）传入以为寄存器，而后串行地溢出到MOSI脚上；MSB在线还是LSB在线，取决于SPI_CR1寄存器中的LSBFIRST位，数据从发送缓冲器传输到移位寄存器时TXE标志将被置位，如果设置SPI_CR1寄存器中的TXEIE位，将产生中断

数据接收过程

对于接收器来说，当数据传输完成时

移位寄存器里的数据传送到接收缓冲器，并且RXNE标志被置位

如果SPI_CR2寄存器中的RXEIE位被置位，则产生中断。

在最后采样时钟沿，RXNE位被设置，在移位寄存器中接收到的