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

 

void RCC_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

 

void GPIO_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
    SPIy_AF_SCK; //SPI SCK MOSI 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; //PC3 LED1 / PC2 LED2
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_Init(CW_GPIOC,  GPIO_InitStructure);
    PC03_SETLOW();//LED灭
    PC02_SETLOW();
}‍

 

3. 配置SPI

 

void SPI_Configuration()
{
    SPI_InitTypeDef SPI_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

 

void NVIC_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);
}
void SPI1_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++]);
    }
}
void SPI2_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

 

TestStatus Buffercmp(uint8_t* pBuffer1, uint8_t* pBuffer2, uint16_t BufferLength)
{
    while(BufferLength--)
  {
    if(*pBuffer1 != *pBuffer2)
        {
            return FAILED;
        }
        pBuffer1++;
        pBuffer2++;
    }
    return PASSED;
}‍

 

6. 主程序

 

int32_t main(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 SPIz RXNE 中断
    SPI_NSSInternalSoftwareConfig(SPIz, SPI_NSSInternalSoft_Reset); //软件NSS，选中SPIz
    SPI_ITConfig(SPIy, SPI_IT_TXE, ENABLE); //使能 SPIy TXE 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