stm32 GPIO模拟SPI接口实现双机通信-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了stm32 GPIO模拟SPI接口实现双机通信。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、SPI协议简介
一般主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，通常采用的是4根线，它们是MISO（主机输入从机输出）、MOSI（主机输出，针对主机来说）、SCLK（时钟，主机产生）、CS（片选，一般由主机发送或者直接使能，通常为低电平有效）

●SPI接口介绍

SCK：时钟信号，由主设备产生，所以主设备SCK信号为推挽输出模式，从设备的SCK信号为浮空输入模式。

CS：使能信号，由主设备控制从设备，，所以主设备CS信号为推挽输出模式，从设备的CS信号为浮空输入模式。

MOSI：主设备数据输出，从设备数据输入，所以主设备MOSI信号为推挽输出模式，从设备的MOSI信号为浮空输入模式。

MISO：主设备数据输入，从设备数据输出，所以主设备MISO信号为浮空输入模式，从设备的MISO信号为推挽输出模式。

二、四种模式(本次模拟采用的模式0)

模式0：CPOL=0，CPHA =0 SCK空闲为低电平，数据在SCK的上升沿被采样(提取数据)

模式1：CPOL=0，CPHA =1 SCK空闲为低电平，数据在SCK的下降沿被采样(提取数据)

模式2：CPOL=1，CPHA =0 SCK空闲为高电平，数据在SCK的下降沿被采样(提取数据)

模式3：CPOL=1，CPHA =1 SCK空闲为高电平，数据在SCK的上升沿被采样(提取数据)

三、双机通信实现

1、GPIO引脚

PC8为CS引脚 PC10为CLK引脚 PC11为MISO引脚 PC12为MOSI引脚

2、时序

首先主机将片选拉低(使能片选)，在时钟为低电平时向从机发送数据，从机通过检测MOSI线上的高低电平实现数据的接收。在时钟为高电平时主机检测MISO线上的高低电平来实现数据的接收。

主机在时钟信号为低电平时发送单字节的最高位，然后将该字节左移一位，然后将时钟信号拉高，此时从机检测到时钟信号为高电平(时钟上升沿)，从而检测MOSI线上的高低电平并将得到的高低电平放到变量中。同时从机向主机发送数据，即改变MISO线上的高低电平。此过程重复8次，即可完成发送和接收一个字节的数据。

四、代码如下

1、主设备GPIO的配置

void SPI_GPIO_Init(void){
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;			//定义结构体类型的变量
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);	 		//使能GPIOC的端口时种
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_12;	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;					//推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;					//IO口速度为50Mhz
	GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_11;	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;					//浮空输入
	GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_8);	//CS拉高
	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_10);//CLK拉低
	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_11);	
}

2、主设备向从设备写以及读

/*
*********************************************************************************************************
*	函 数 名: SPI_WRByte
*	形    参: spi; wdat:写入的数据
*	返 回 值: spi读一个字节
*	功能说明: 主机spi同时读写一个字节的时序		MSB
*********************************************************************************************************
*/
u8 Master_SPI_WRByte(u8 wdat)
{
	u8 i=0,rdat=0;
	SPI_CS_LOW;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		if(wdat&0x80)
			SPI_MOSI_HIGH;
		else
			SPI_MOSI_LOW;
		wdat<<=1;
		delay_us(3);	
				
		SPI_CLK_HIGH;
				
		delay_us(2);
		rdat<<=1;
		if(SPI_MISO_READ)
			rdat |= 0x01;
		
		delay_us(1);
		
		SPI_CLK_LOW;
	}
	SPI_CS_HIGH;
	return rdat;	
}

3、从设备GPIO设置

void SPI_GPIO_Init(void){
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;			//定义结构体类型的变量
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);	 		//使能GPIOC的端口时种
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_11;	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;					//推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;					//IO口速度为50Mhz
	GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_12;	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;					//浮空输入
	GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_11);	
}

4、从设备读写函数

u8 Slave_SPI_RWByte(u8 wdat){
	u8 i=0,dat=0;
	if(!SPI_CS_READ){		//检测到片选拉低
		for(i=0;i<8;i++)
		{		
			while(!SPI_CLK_READ);		//检测到时钟上升沿的到来	
						
			if(wdat&0x80)SPI_MISO_HIGH;	//MSB
			else SPI_MISO_LOW;
			wdat<<=1;
			
			dat<<=1;
			if(SPI_MOSI_READ)dat |= 0x01;				
			while(SPI_CLK_READ);		
		}			
	}	
	return dat;	
}

5、头文件

#define SELECT    1		//0表示主机  其它表示从机

#if SELECT==0
//主机
//CS引脚
#define      SPI_CS_HIGH        PCout(8)=1
#define      SPI_CS_LOW         PCout(8)=0

//CLK引脚
#define      SPI_CLK_HIGH       PCout(10)=1
#define      SPI_CLK_LOW        PCout(10)=0


//MISO引脚
#define      SPI_MISO_READ      PCin(11)

//MOSI引脚
#define      SPI_MOSI_HIGH      PCout(12)=1
#define      SPI_MOSI_LOW       PCout(12)=0
void SPI_GPIO_Init(void);
u8 Master_SPI_WRByte(u8 wdat);


#else
//从机
//CS引脚
#define      SPI_CS_READ        PCin(8)

//CLK引脚
#define      SPI_CLK_READ       PCin(10)

//MISO引脚
#define      SPI_MISO_HIGH      PCout(11)=1
#define      SPI_MISO_LOW       PCout(11)=0

//MOSI引脚
#define      SPI_MOSI_READ      PCin(12)
void SPI_GPIO_Init(void);
u8 Slave_SPI_RWByte(u8 wdat);
#endif

6、主函数

 int main(void)
{	
	u8 key;
	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
	led_init();		  	//初始化与LED连接的硬件接口
	key_init();
	SPI_GPIO_Init();
	while(1)
	{
#if SELECT==0
	key=key_scan(0);
	switch(key){
		case key_up_value:{
			if(Master_SPI_WRByte(0x50)==0x60)LED1=!LED1;
			break;
		};
		case key_down_value:{
			
			break;
		};
		case key_left_value:{
			
			break;
		};
		case key_right_value:{
			
			break;
		};

	}		
		
#else
	Slave_SPI_RWByte(0x60);


	
#endif

五、实验说明

本实验通过主机向从机发送0x50命令来控制从机LED1亮灭。其他应用层的使用读者可自行完成。
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-404014.html

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