【APM32E103xE测评】+ 不同相位、极性设置下SPI输出的对比
本帖最后由 suncat0504 于 2022-5-24 18:46 编辑#申请原创# @21小跑堂
极海APM32E103ZE处理器拥有SPI设备，其中的SPI1设备使用 SPI MOSI (PA7)、SPI MISO (PA6)、SPI SCK (PA5)这三个信号。今天我就以这个设备作为测试目标，看看在设置时钟信号为不同相位和极性时，设备输出的SPI信号有何不同。根据资料，时钟极性和时钟相位是 由SPI_CTRL1 寄存器的 CPOL 和 CPHA 位设置。1、时钟极性 CPOL 是指 SPI 处于空闲状态时，SCK 信号线的电平信号。l CPOL=0 时，SCK 信号线在空闲状态为低电平l CPOL=1 时，SCK 信号线在空闲状态为高电平2、时钟相位 CPHA 是指数据的采样时刻l a、CPHA=0 时，MOSI 或 MISO 数据线上的信号将会在 SCK 时钟线的“奇数边沿”被采样。l b、CPHA=1 时，MOSI 或 MISO 数据线上的信号将会在 SCK 时钟线的“偶数边沿”被采样。这样，根据时钟相位 CPHA 和时钟极性 CPOL 的不同状态，可以将 SPI 分成四种模式。SPI的数据帧格式中：1、通过配置 SPI_CTRL1 寄存器中的 LSBSEL 位，设定是 MSB 在先还是 LSB 在先。2、通过配置 SPI_CTRL1 寄存器的 DFLSEL 位，选择是 8/16 位数据帧格式进行发送/接收。 测试程序中，以单工、主机只发、从机只收模式运行，并在测试过程中通过示波器取得实时信号。
在主程序中，为了方便捕捉SPI信号，在循环中以一定间隔周期通过SPI发送特征0xCA数据。以下是不同时钟相位、时钟极性设置的组合产生的测试对比图（黄色为SCK，粉色为SDA）：
模式0：测试CPHA=0，CPOL=0 ，数据低位先发，奇数边沿采样，SCK平时为低1、在SCK上升沿采集到的数据是01010011，是0xCA的低位开始发送的顺序2、发送时间外，SCK=0
模式1：测试CPHA=0，CPOL=1 ，数据低位先发，奇数边沿采样，SCK平时为高1、在SCK上升沿采集到的数据是01010011，是0xCA的低位开始发送的顺序2、发送时间外，SCK=1
模式2：测试CPHA=1，CPOL=0 ，数据低位先发，偶数边沿采样，SCK平时为低1、在SCK下降沿采集到的数据是01010011，是0xCA的低位开始发送的顺序2、发送时间外，SCK=0
模式3：测试CPHA=1，CPOL=1 ，数据低位先发，偶数边沿采样，SCK平时为高1、在SCK下降沿采集到的数据是01010011，是0xCA的低位开始发送的顺序2、发送时间外，SCK=1
上面的测试结果中，模式2和模式3中脉冲延下降沿对应的SDA数据输出不是那么漂亮，粗看起来容易产生错误的理解，不排除我的示波器存在一定误差的可能，导致出现这个结果。上升沿采集数据的图形就很明显，很容易看出时序。 下面是低高位先后发的测试对比图（黄色为SCK，粉色为SDA）：
模式0：测试CPHA=0，CPOL=0 ，数据低位先发，奇数边沿采样，SCK平时为低1、在SCK上升沿采集到的数据是01010011，是0xCA的低位开始发送的顺序2、发送时间外，SCK=0
模式0：测试CPHA=0，CPOL=0 ，数据高位先发，奇数边沿采样，SCK平时为低1、在SCK上升沿采集到的数据是11001010，是0xCA的高位开始发送的顺序2、发送时间外，SCK=0
低高位发送顺序的设置，也很容易得到了体现。总体说来，SPI1这个外设的输出与设置的对应能正常得到了体现。工程代码：
软件中如何设置SPI的极性和相位 APM32E103xE最快SPI通信速率能达到多少？ SPI时钟极性、相位设置 怎样理解SPI总线时钟的极性 SPI中的极性CPOL和相位CPHA是什么 这个测评的非常详细了。 不同相位、极性有什么影响呢 本帖最后由 suncat0504 于 2022-9-8 11:15 编辑
统一回复关于极性和相位的问题，以下资料来自用户手册：
我的理解是：极性和相位的自由组合，是为了适应连接的外部SPI设备。根据外部设备的SPI通讯要求而正确设置极性和相位，保证正常的通信和数据的正确收发
程序中设置极性和相位的代码： // 数据位长 spiConfig.length = SPI_DATA_LENGTH_8B; // 设置波特率 spiConfig.baudrateDiv = SPI_BAUDRATE_DIV_32; /**工作方式*/ spiConfig.direction = SPI_DIRECTION_1LINE_TX; // 单工模式，主机只发、从机只收 /**设置数据高低位那个先发*/ spiConfig.firstBit = SPI_FIRSTBIT_LSB; // 先发低位 /**主机模式*/ spiConfig.mode = SPI_MODE_MASTER; /**极性为CPOL=1 ，SCK 信号线在空闲状态为高电平*/ spiConfig.polarity = SPI_CLKPOL_HIGH; /**时钟的相位CPHA=0：设置奇数脉冲沿有效*/ spiConfig.phase = SPI_CLKPHA_1EDGE; /**NSS设为硬件模式*/ spiConfig.nss = SPI_NSS_HARD;
SPI信号有何不同 SPI中的极性CPOL和相位CPHA是什么 这个非常给力，谢谢分享的。
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