MindSDK应用基础—SPI模块样例简介

 引言

MindSDK为MM32主流的微控制器，实现了一系列SPI驱动的样例工程。本文通过讲解 SPI 模块的样例工程，介绍 SPI 模块的功能和用法。关于 SPI 模块对应的驱动程序，以及 SPI 外设模块硬件的实现细节，可具体查阅 MindSDK 工程的源文件，以及 MM32 微控制器（例如MM32F5270）的用户手册。

样例工程

MindSDK 中为 SPI 驱动设计的样例工程包括：

spi_master_basic

spi_master_tx_dma

spi_master_xfer_dma

spi_master_b2b_interrupt

spi_master_b2b_polling

spi_slave_b2b_interrupt

其中，spi_master_basic、spi_master_tx_dma 与 spi_master_xfer_dma 分别演示了 SPI 做主机的典型数据传输方式，包括：基础数据传输、SPI 使用 DMA 发送数据、SPI 使用 DMA 收发数据。另外，还有一些 SPI 板级通信的样例，通过将一块 SPI 做主机，另一块 SPI 做从机的方式进行一系列板对板的基础数据传输，主机样例与从机样例结合使用，包括：SPI做主机进行中断数据传输，SPI做主机进行轮询数据传输，SPI做从机进行中断数据传输（SPI从机引脚与SPI主机引脚相连进行数据传输）。

spi_master_basic

spi_master_basic 描述了 SPI 模块最基本的数据传输方式，轮询方式。在样例工程中，通过  SPI_InitMaster() 函数，配置 SPI 为主模式，选定一个 SPI 数据采样时序，为空闲时时钟线为低电平、下降沿时数据有效的 SPI_PolPha_Alt0 ，并指定传输数据宽度为 SPI_DataWidth_8b 、SPI 的波特率为 BOARD_LOOP_SPI_BAUDRATE ，选定 SPI 的传输方向为 SPI_XferMode_TxRx 。然后，通过 SPI_Enable() 函数启动 SPI，使 SPI 能够进行数据传输。

每当 SPI 发送缓冲区未满时，可进行数据发送，数据由 MOSI 引脚传出；当 SPI 接收缓冲区接收有效数据时，可读取有效的接收数据。

在最终运行程序时，需要将 SPI 的 MOSI 引脚与 MISO 引脚使用杜邦线相连，通过向 PC 机上的串口通信终端输入任意按键，使 SPI 进行 APP_SPI_BUFF_LEN 次数据发送并接收到数据，主循环对接收数据和发送数据进行验证，若存在验证失败数据，则可看到串口打印出错信息 spi loopback xfer error. app_spi_xfer_err_count =  ，若验证成功，则可看到串口打印 spi loopback xfer done. ，从而验证 SPI 做主机的数据轮询传输情况。

spi_master_tx_dma

spi_master_tx_dma 相较于 spi_master_basic 样例工程，实现通过 DMA 进行 SPI 的数据发送功能。

其实现原理，是在 spi_master_basic 的基础上，增加对于 DMA 的初始化，通过 DMA_InitChannel() 函数，选定所使用的 DMA 通道为 BOARD_SPI_TX_DMA_CHANNEL ，配置 DMA 数据搬运方向为存储器到外设 DMA_XferMode_MemoryToPeriph ，数据宽度为 DMA_XferWidth_8b ，通过 SPI_GetTxDataRegAddr() 函数获取外设地址并进行配置，设定存储器地址为 (uint32_t)app_spi_tx_buf ，外设地址自增模式为不自增 DMA_AddrIncMode_StayAfterXfer ，存储器地址自增模式为 DMA_AddrIncMode_IncAfterXfer。然后，启用选定 SPI 外设的 DMA 发送通道对应的 NVIC 中断。最后，通过 DMA_EnableChannelInterrupts() 函数，在 BOARD_SPI_TX_DMA_CHANNEL 通道使能 DMA_CHN_INT_XFER_DONE 中断，每次在 DMA_EnableChannel() 启动 DMA 数据传输后，DMA 传输完成时，会触发中断。

实际运行程序时，将 SPI 的 MOSI 引脚与 MISO 引脚使用杜邦线相连后，用户在串口调试终端中每次输入任意字符，程序均会调用一次 DMA_EnableChannel() 函数，启动 DMA 传输，在 SPI 进行一次 DMA 传输并完成后，DMA 输标志位`app_dma_xfer_done`将在中断处理函数中被设置为true，主程序循环等待，当标志位为 true 时,打印 spi tx dma xfer done. 到串口终端界面。

spi_master_xfer_dma

spi_master_xfer_dma 相较于 spi_master_tx_dma 样例工程，实现通过 DMA 进行 SPI 的数据收发功能。

其实现原理，是在 spi_master_tx_dma 的基础上，增加对于 SPI 使用 DMA 接收通道的初始化，选定使用的 SPI DMA 接收通道为 BOARD_SPI_RX_DMA_CHANNEL ,在初始化 DMA 发送通道后，继续使用 DMA_InitChannel() 函数初始化 DMA 接收通道，修改传输方向为 DMA_XferMode_PeriphToMemory ，设定存储器地址为 (uint32_t)app_spi_rx_buf ，通过 SPI_GetRxDataRegAddr() 函数获取外设地址并配置。然后启用选定 SPI 外设的 DMA 接收通道对应的 NVIC 中断。最后，在 BOARD_SPI_RX_DMA_CHANNEL 通道使能 DMA_CHN_INT_XFER_DONE 中断，每次在 DMA_EnableChannel() 启动 DMA 数据传输后，当 DMA 传输完成，会触发对应通道的中断。

实际运行时，将 SPI 的 MOSI 引脚与 MISO 引脚使用杜邦线相连后，用户在串口调试终端中每次输入任意字符，程序均会调用一次 DMA_EnableChannel() 函数，启动 DMA 的发送与接收通道，在 SPI 进行一次 DMA 发送并完成后，DMA 发送完成标志位 app_dma_tx_done 将在发送通道所对应的中断处理函数中被设置为 true，再进行 SPI 的 DMA 接收操作，DMA 接收数据完成后，DMA 接收完成标志位 app_dma_rx_done 将在接收通道所对应的中断处理函数中被设置为 true，主程序循环等待，当发送完成标志位为 true 时，打印 spi tx dma done. 到串口终端界面，当接收完成标志位未 true 时，打印 spi rx dma done with data: 以及接收数据到串口终端界面。

spi_master_b2b_interrupt

spi_master_b2b_interrupt 实现的是一个使用 SPI 主模式中断传输的样例工程，在主从机的从属关系中做主机，需与从机结合使用。

其实现原理，是在 spi_master_basic 的基础上，增加 SPI 传输所使用的结构体，通过 SPI_EnableInterrupts() 函数使能发送完成中断 SPI_INT_TX_DONE 与接收完成中断 SPI_INT_RX_DONE 中断，当发送或接收数据完成时，产生对应中断，在中断处理函数中，传输次数达到所设定的 rx_idx 或 tx_idx ，将通过 SPI_EnableInterrupts() 函数关闭对应的接收完成中断或发送完成中断，接收完成后调用 spi_rx_done_callback() 回调函数，并将全局标志位 app_spi_xfer_flag 置为true。

实际运行此程序时，需令一块开发板下载此样例工程，另一块开发板下载 spi_slave_b2b_interrupt 样例工程，使用杜邦线连接两开发板的 MOSI、MISO、NSS、SCK 引脚，通过串口终端界面输入任意按键，进行 SPI 的数据收发，串口终端打印发送数据与接收数据。

spi_master_b2b_polling

spi_master_b2b_polling 实现的是一个使用 SPI 主模式轮询传输的样例工程，在主从机的从属关系中做主机，需与从机结合使用。

该实现原理与 spi_master_basic 基本相同，通过 while 循环等待当前达到发送或接收数据所需的传输条件，达到后进行数据收发，设定发送 APP_SPI_BUF_LEN 个数据并接收。

实际运行此程序时，需令一块开发板下载此样例工程，另一块开发板下载 spi_slave_b2b_interrupt 样例工程，使用杜邦线连接两开发板的 MOSI、MISO、NSS、SCK 引脚，通过串口终端界面输入任意按键，进行 SPI 的数据收发，串口终端打印发送数据与接收数据。

spi_slave_b2b_interrupt

spi_slave_b2b_interrupt 实现的是一个使用 SPI 从模式中断的样例工程，在主从机的从属关系中做从机，需与主机结合使用。

在样例工程中，通过 SPI_InitSlave() 函数配置 SPI 为从模式，设置传输方向为 SPI_XferMode_TxRx ，SPI 从机的数据采样时序需要与主机的数据采样时序配置相同，为 SPI_PolPha_Alt0 ，设定数据宽度为 SPI_DataWidth_8b 。通过 SPI_EnableInterrupts() 函数使能 SPI_INT_RX_DONE 中断，并启用选定 SPI 外设对应的 NVIC 中断。最后，启动 SPI，SPI 作为从机，等待主机的命令。当 SPI 接收完成数据后，产生接收完成中断，并执行中断处理函数，在中断处理函数中将已接收的数据发送出去。

在最终运行程序时，需令一块开发板下载此样例工程，另一块开发板下载 spi_master_b2b_polling 样例工程或 spi_master_b2b_interrupt 样例工程，使用杜邦线连接两开发板的 MOSI、MISO、NSS、SCK 引脚，在 spi_master_b2b_xxx 工程中对应的串口终端界面下输入任何字符，在 spi_slave_b2b_interrupt 工程中对应的串口终端界面中可以看到对应的内容。

审核编辑：刘清