HC32F103BCB使用SPI获取AS5040编码器数据

news2024/10/7 14:33:41

1.AS5040介绍

2.硬件电路

硬件上使用SSI通信方式连接。

3.配置硬件SPI

查看手册，AS5040时序

可以看到在空闲阶段不发生数据传输的时候时钟(CLK)和数据(DO)都保持高电位(tCLKFE阶段)，在第一个脉冲的下降沿触发编码器载入发送数据，然后每一个时钟脉冲的上升沿编码器送出数据，数据的高位在前，低位在后，共发送10个数据（对应其分辨率10BIT），后面是6BIT校验数据；当传送完所有的位数以后时钟回到高电平，数据也对应回到高电平，直到下一个传输周期到达。

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stm32使用SPI获取磁性单圈绝对值编码器数据 - 知乎

代码操作：

/*
*********************************************************************************************************
*
*	模块名称 : BSP_AS5040.C
*	文件名称 : 编码器驱动模块
*	版    本 : V0.1
*	说    明 :

在空闲阶段不发生数据传输的时候时钟(CLK)和数据(DO)都保持高电位(tCLKFE阶段)，
在第一个脉冲的下降沿触发编码器载入发送数据
然后每一个时钟脉冲的上升沿编码器送出数据，数据的高位在前，低位在后，共发送10个数据（对应其分辨率10BIT）
当传送完所有的位数以后时钟回到高电平，数据也对应回到高电平，直到下一个传输周期到达。

对比四种模式，只有当CPOL配置成“0”和CPHA配置成“1”的时候 才符合每一个时钟脉冲的上升沿编码器送出数据的情况。

使用SPI获取AS5040磁性单圈绝对值编码器数据。 10bit+6bit
*********************************************************************************************************
*/
#include "bsp.h"

/* GPIO口对应配置 */

//绝对值编码器  CSN引脚     A4  黄色 29				--SPI1_NSS
#define ABSCSN_PORT         GPIOA
#define ABSCSN_RCC	        RCC_APB2Periph_GPIOA
#define ABSCSN_PIN          GPIO_Pin_4

//绝对值编码器  CLK引脚     A5  绿色 30				---SPI1_SCK
#define ABSCLK_PORT         GPIOA
#define ABSCLK_RCC	        RCC_APB2Periph_GPIOA
#define ABSCLK_PIN          GPIO_Pin_5

//绝对值编码器  DO引脚     A6  蓝色 31				---SPI1_MISO
#define ABSDO_PORT         GPIOA
#define ABSDO_RCC	         RCC_APB2Periph_GPIOA
#define ABSDO_PIN          GPIO_Pin_6

//时钟线高低电平
#define ABSCLK_H            GPIO_SetBits(ABSCLK_PORT,ABSCLK_PIN)
#define ABSCLK_L            GPIO_ResetBits(ABSCLK_PORT,ABSCLK_PIN)

//片选高低电平
#define ABSCSN_H            GPIO_SetBits(ABSCSN_PORT,ABSCSN_PIN)
#define ABSCSN_L            GPIO_ResetBits(ABSCSN_PORT,ABSCSN_PIN)

//数据线读
#define READABS_DO          GPIO_ReadInputDataBit(ABSDO_PORT,ABSDO_PIN)

//函数声明
uint16_t SPI1_ReadWriteByte(uint8_t TxData);

void AbsEncoder_Init(void)
{
	
	/*GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  RCC_APB2PeriphClockCmd(ABSCLK_RCC| ABSCSN_RCC | ABSDO_RCC|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
	
	//GPIO_DeInit(GPIOA);	
	//时钟线 初始化     推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ABSCLK_PIN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(ABSCLK_PORT,&GPIO_InitStructure);


  //片选线 初始化  推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ABSCSN_PIN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(ABSCSN_PORT,&GPIO_InitStructure);

  //数据线 初始化  上拉输入
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ABSDO_PIN;
  GPIO_Init(ABSDO_PORT,&GPIO_InitStructure);

  //先把时钟和片选拉高
  ABSCLK_H;
  ABSCSN_H;
	*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
	/* 使能GPIO 时钟 */
	RCC_APB2PeriphClockCmd(ABSCSN_RCC, ENABLE);
	/* 配置片选口线为推挽输出模式 */
	ABSCSN_H;		/* 片选置高，不选中 */
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ABSCSN_PIN;
	GPIO_Init(ABSCSN_PORT, &GPIO_InitStructure);
	/*SPI配置*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE );	
	//
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	//
 	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6);
	//
	SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
	SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;					//设置SPI工作模式:设置为主SPI
	SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_16b;		//设置SPI的数据大小:SPI发送接收16位帧结构
	SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;					//选择了串行时钟的稳态:低电平
	SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;				//数据捕获于第二个时钟沿
	SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;		//NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制
	SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_128;		//定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
	SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;	//指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
	SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;	//CRC值计算的多项式
	//
	SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器
 
	SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI外设
	
	//SPI1_ReadWriteByte(0xff);//启动传输		
	/**/
}
//SPIx 读写一个字节
//TxData:要写入的字节
//返回值:读取到的字节
uint16_t SPI1_ReadWriteByte(uint8_t TxData)
{		
		u8 retry=0;				 	
		while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) //检查指定的SPI标志位设置与否:发送缓存空标志位
		{
			retry++;
			if(retry>200)return 0;
		}			  
		SPI_I2S_SendData(SPI1, TxData); //通过外设SPIx发送一个数据
		retry=0;

		while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET)//检查指定的SPI标志位设置与否:接受缓存非空标志位
		{
			retry++;
			if(retry>200)return 0;
		}	  						    
		return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); //返回通过SPIx最近接收的数据					    
}
/*
*********************************************************************************************************
*	函 数 名: 
*	功能说明: 
*	形    参:  无
*	返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/

uint16_t SPIDataBuff;	//储存SPI采集绝对编码器的数据

void Torque_Read(void)
{
	ABSCSN_L;
	SPIDataBuff = SPI1_ReadWriteByte(0x00);	//SPI采集绝对值，数据只有10位
	SPIDataBuff = SPIDataBuff >> 6;		 			//将采到的值移6位，对应10Bit
	ABSCSN_H;
}

/*
*********************************************************************************************************
*	模块名称 : 
*	文件名称 : bsp_encoder.h
*	版    本 : V1.0
*	说    明 :  
*	修改记录 :
*		版本号  日期        作者     说明
*********************************************************************************************************
*/
#ifndef _BSP_ENCODER_H
#define _BSP_ENCODER_H


//声明
extern uint16_t SPIDataBuff;	

void Torque_Read(void);
uint16_t SPI1_ReadWriteByte(uint8_t TxData);
void AbsEncoder_Init(void);


#endif

主函数读取

int main()
{
  SYS_Configuration();
  RCC_config();
  bsp_Init();
  /**/
  AbsEncoder_Init();	/* AS5040磁编码器 */
  /**/
  bsp_StartAutoTimer(1, 300);	/* 定时器1周期 300毫秒 */
  //
  while (1)
    {
      bsp_Idle();		/* 空闲时执行的函数,比如喂狗. 在bsp.c中 */
      if (bsp_CheckTimer(1))	/* 定时到 */
        {
			Torque_Read();	
         }

    }
}

抓取时序：