CW32的SPI单工模式主从通信介绍

串行外设接口（SPI）是一种同步串行数据通信接口，常用于 MCU 与外部设备之间进行同步串行通信。SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间。CW32L083 内部集成 2 个串行外设 SPI 接口，支持双向全双工、单线半双工和单工通信模式，可配置 MCU 作为 主机或从机，支持多主机通信模式，支持直接内存访问（DMA）。

单工通信模式

SPI 支持单工通信模式，主机和从机通过一根单向数据线进行单发或单收通信。主机使用 MOSI 信号线进行单发通信，使用 MISO 信号线进行单收通信；从机使用 MOSI 信号线进行单收通信， 使用 MISO 信号线进行单发通信，未使用的信号线可供其它功能使用。

主机单发，从机单收应用场景下，连接框图如下：

主机单发配置：

设置 SPIx_CR1.MODE 为 0x1，SPI 工作于单工单发通信模式；

设置 SPIx_CR1.MSTR 为 1，SPI 工作于主机模式。

设置 SPIx_SSI.SSI 为 0，在从机选择 CS 引脚输出低电平，作为通信起始信号。

当发送缓冲器为空时，即 SPIx_ISR.TXE 标志位为 1，将待发送的一帧数据写入 SPIx_DR 寄存器，数据在同步移位时钟信号的控制下从 MOSI 引脚输出。

当写入最后一帧数据后，必须等待发送缓冲空标志位 SPIx_ISR.TXE 变为 1，同时 SPI 总线忙标志位 SPIx_ISR. BUSY 变为 0，以确保数据发送完毕。然后设置 SPIx_SSI.SSI 为 1，使从机选择 CS 引脚输出高电平，结束本次通信。

从机单收配置：

设置 SPIx_CR1.MODE 为 0x2，SPI 工作于单工单收通信模式；

设置 SPIx_CR1.MSTR 为 0，SPI 工作于从机模式。

当检测到 CS 引脚变为低电平时，从机开始与主机通信。当接收缓冲器非空时，即 SPIx_ISR.RXNE 标志位为 1，表示已经接收完成一帧数据，此时可以读取 SPIx_DR 寄存器。当检测到 CS 引脚变为高电平时，本次通信结束。

主机单收，从机单发应用场景下，连接框图如下：

具体设置与主机单发和从机单收类似，详情可查看用户手册。

SPI中断

SPI 控制器支持 8 个中断源，当 SPI 中断触发事件发生时，中断标志位会被硬件置位，如果设置了对应的中断使能控制位，将产生中断请求。

在用户 SPI 中断服务程序中，应查询相关 SPI 中断标志位，以进行相应的处理，在退出中断服务程序之前，要清除该中断标志位，避免重复进入中断程序。

实例演示:SPI单工模式进行主从机通信，主机单发，从机单收。

SPIy（主机）采用中断方式发送TxBuffer缓冲区中的数据，SPIz（从机）采用中断方式接收数据并存储到RxBuffer缓冲区，比较TxBuffer和RxBuffer，如果数据一致LED1亮，否则LED2亮。

1. 配置RCC

voidRCC_Configuration(void)
{
RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV2);//SYSCLK=HSI=24MHz=HCLK=PCLK
RCC_AHBPeriphClk_Enable(SPIy_GPIO_CLK|SPIz_GPIO_CLK|RCC_AHB_PERIPH_GPIOC,ENABLE);//外设时钟使能
SPIy_APBClkENx(SPIy_CLK,ENABLE);
SPIz_APBClkENx(SPIz_CLK,ENABLE);
}‍

2. 配置GPIO

voidGPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure={0};
SPIy_AF_SCK;//SPISCKMOSI复用
SPIy_AF_MOSI;
SPIz_AF_SCK;
SPIz_AF_MOSI;
GPIO_InitStructure.Pins=SPIy_SCK_PIN;//推挽输出
GPIO_InitStructure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_Init(SPIy_GPIO, GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pins=SPIy_MOSI_PIN;
GPIO_Init(SPIy_GPIO, GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pins=SPIz_SCK_PIN;//浮空输入
GPIO_InitStructure.Mode=GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_Init(SPIz_GPIO, GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pins=SPIz_MOSI_PIN;
GPIO_Init(SPIz_GPIO, GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pins=GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_2;//PC3LED1/PC2LED2
GPIO_InitStructure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_Init(CW_GPIOC, GPIO_InitStructure);
PC03_SETLOW();//LED灭
PC02_SETLOW();
}‍

3. 配置SPI

voidSPI_Configuration()
{
SPI_InitTypeDefSPI_InitStructure={0};
SPI_InitStructure.SPI_Direction=SPI_Direction_1Line_TxOnly;//单工单发
SPI_InitStructure.SPI_Mode=SPI_Mode_Master;//主机模式
SPI_InitStructure.SPI_DataSize=SPI_DataSize_8b;//帧数据长度为8bit
SPI_InitStructure.SPI_CPOL=SPI_CPOL_Low;//时钟空闲电平为低
SPI_InitStructure.SPI_CPHA=SPI_CPHA_1Edge;//第一个边沿采样
SPI_InitStructure.SPI_NSS=SPI_NSS_Soft;//片选信号由SSI寄存器控制
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler=SPI_BaudRatePrescaler_8;//波特率为PCLK的8分频
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit=SPI_FirstBit_MSB;//最高有效位MSB收发在前
SPI_InitStructure.SPI_Speed=SPI_Speed_Low;//低速SPI
SPI_Init(SPIy, SPI_InitStructure);
SPI_InitStructure.SPI_Direction=SPI_Direction_1Line_RxOnly;//单工单收
SPI_InitStructure.SPI_Mode=SPI_Mode_Slave;//从机模式
SPI_Init(SPIz, SPI_InitStructure);
SPI_Cmd(SPIy,ENABLE);
SPI_Cmd(SPIz,ENABLE);
}‍

4. 配置NVIC中断函数

voidNVIC_Configuration(void)
{
NVIC_SetPriority(SPIy_IRQ,1);//优先级，无优先级分组
NVIC_SetPriority(SPIz_IRQ,0);
NVIC_EnableIRQ(SPIy_IRQ);//SPI中断使能
NVIC_EnableIRQ(SPIz_IRQ);
}
voidSPI1_IRQHandler(void)//SPI1中断函数
{
if(SPI_GetITStatus(CW_SPI1,SPI_IT_TXE)!=RESET)
{
if(TxCounter==BufferSize-1)
{
SPI_ITConfig(CW_SPI1,SPI_IT_TXE,DISABLE);
}
SPI_SendData(CW_SPI1,TxBuffer[TxCounter++]);
}
}
voidSPI2_IRQHandler(void)//SPI2中断函数
{
if(SPI_GetITStatus(CW_SPI2,SPI_IT_RXNE)!=RESET)
{
RxBuffer[RxCounter++]=SPI_ReceiveData(CW_SPI2);
}
}‍

5. 比较两个buffers区

TestStatusBuffercmp(uint8_t*pBuffer1,uint8_t*pBuffer2,uint16_tBufferLength)
{
while(BufferLength--)
{
if(*pBuffer1!=*pBuffer2)
{
returnFAILED;
}
pBuffer1++;
pBuffer2++;
}
returnPASSED;
}‍

6. 主程序

int32_tmain(void)
{
RCC_Configuration();//配置RCC
GPIO_Configuration();//配置GPIO
SPI_Configuration();//配置SPI
NVIC_Configuration();//配置NVIC

SPI_ITConfig(SPIz,SPI_IT_RXNE,ENABLE);//使能SPIzRXNE中断
SPI_NSSInternalSoftwareConfig(SPIz,SPI_NSSInternalSoft_Reset);//软件NSS，选中SPIz
SPI_ITConfig(SPIy,SPI_IT_TXE,ENABLE);//使能SPIyTXE中断
while(RxCounter< BufferSize); //等待收发完成
    SPI_NSSInternalSoftwareConfig(SPIz, SPI_NSSInternalSoft_Set); //释放SPIz
    TransferStatus = Buffercmp(TxBuffer, RxBuffer, BufferSize); //检查收发数据一致性
    if(TransferStatus == PASSED) //PASSED
    {
        PC03_SETHIGH();//LED1亮
    }

    else //FAILED
    {
        PC02_SETHIGH();//LED2亮
    }
    while(1)
    {
    }
}‍

7.实验结果显示：LED1亮起，buffers区数据相等，SPI单工模式主从通讯（中断方式）功能实现。

来源：武汉芯源半导体

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审核编辑 黄宇