STM32 软件模拟SPI
- 前言
- 关于 SPI
- SPI 协议
- 软件模拟实现
- Driver_SPI.h
- Driver_SPI.c
前言
STM32库：标准函数库
测试环境：STM32F103系列
关于 SPI
SPI 协议
SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）是由摩托罗拉（Motorola）在1980前后提出的一种全双工同步串行通信接口，它用于MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息，通信速度最高可达25MHz以上。
SPI接口主要应用在EEPROM、FLASH、实时时钟、网络控制器、OLED显示驱动器、AD转换器，数字信号处理器、数字信号解码器等设备之间。
SPI通常由四条线组成，一条主设备输出与从设备输入（Master Output Slave Input，MOSI），一条主设备输入与从设备输出（Master Input Slave Output，MISO），一条时钟信号（Serial Clock，SCLK），一条从设备使能选择（Chip Select，CS）。与I²C类似，协议都比较简单，也可以使用GPIO模拟SPI时序。
SPI和I²C对比如表所示。SPI可以同时发出和接收数据，因此SPI的理论传输速度比I²C更快。SPI通过片选引脚选择从机，一个片选一个从机，因此在多从机结构中，需要占用较多引脚，而I²C通过设备地址选择从机，只要设备地址不冲突，始终只需要两个引脚。
软件模拟实现
Driver_SPI.h
#ifndef __DRIVER_SPI_H
#define __DRIVER_SPI_H
#include "sys.h"
/************************* SPI 硬件相关定义 *************************/
#define SPI_GPIOx GPIOB
#define RCC_APB2Periph_GPIOx RCC_APB2Periph_GPIOB
#define SPI_GPIO_CSN GPIO_Pin_12 //片选
#define SPI_GPIO_SCK GPIO_Pin_13 //时钟
#define SPI_GPIO_MOSO GPIO_Pin_14 //输入
#define SPI_GPIO_MOSI GPIO_Pin_15 //输出
//SPI时钟
#define SCK_L GPIO_ResetBits(SPI_GPIOx , SPI_GPIO_SCK)
#define SCK_H GPIO_SetBits(SPI_GPIOx , SPI_GPIO_SCK)
//SPI输入
#define READ_MISO GPIO_ReadInputDataBit(SPI_GPIOx, SPI_GPIO_MOSO)
//SPI片选信号
#define CSN_L GPIO_ResetBits(SPI_GPIOx, SPI_GPIO_CSN)
#define CSN_H GPIO_SetBits(SPI_GPIOx, SPI_GPIO_CSN)
//SPI输出
#define MOSI_L GPIO_ResetBits(SPI_GPIOx , SPI_GPIO_MOSI)
#define MOSI_H GPIO_SetBits(SPI_GPIOx , SPI_GPIO_MOSI)
void mySPI_Init(void); //SPI 初始化
u8 mySPI_ReadWriteByte(u8 TxData); //模拟SPI读写数据函数
#endif
/************************* SPI 硬件相关定义结束 *************************/
Driver_SPI.c
#include "Driver_SPI.h"
/*
* 函数名：void Delay(vu32 nCount)
* 输入参数：nCount 延时计数
* 返回值：无
* 函数作用：阻塞式软件延时
*/
void Delay(vu32 nCount)
{
for(; nCount != 0; nCount--);
}
/*
* 函数名：void SPI_Init(void)
* 输入参数：
* 返回值：无
* 函数作用：初始化 SPI 的四根引脚
*/
void mySPI_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOx, ENABLE); //使能端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SPI_GPIO_CSN|SPI_GPIO_SCK|SPI_GPIO_MOSI; //端口配置
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(SPI_GPIOx, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化
CSN_H; //片选不选中
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SPI_GPIO_MOSO;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(SPI_GPIOx, &GPIO_InitStructure);
}
/*
* 函数名：u8 mySPI_ReadWriteByte(u8 TxData)
* 输入参数：TxData 待写入的数据
* 返回值：读取到的数据
* 函数作用：模拟SPI读写数据
*/
u8 mySPI_ReadWriteByte(u8 TxData)
{
u16 bit_ctr;
for(bit_ctr=0;bit_ctr<8;bit_ctr++)
{
if(TxData & 0x80) MOSI_H;
else MOSI_L;
TxData = (TxData << 1);
SCK_H;
Delay(0xff);
if(READ_MISO) TxData |= 0x01;
SCK_L;
Delay(0xff);
}
return(TxData);
}
