CW32F030C8T6 SPI主从通信详解
一.CW32F030C8T6 SPI 功能串行外设接口（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。 CW32x030 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）。
1.1主要特性
支持主机模式、从机模式
支持全双工、单线半双工、单工
可选的 4 位到 16 位数据帧宽度
支持收发数据 LSB 或 MSB 在前
可编程时钟极性和时钟相位
主机模式下通信速率高达 PCLK/4
从机模式下通信速率高达 PCLK/4
支持多机通信模式
8 个带标志位的中断源
支持直接内存访问 (DMA)
1.2功能框图
1.3SPI 引脚选择
1.4端口配置
1.5通信时序
1.6数据帧格式
数据帧宽度由控制寄存器 SPIx_CR1 的 WIDTH 位域配置，可设置 4 ~ 16bit 任意数据位宽。 数据的大小端由控制寄存器 SPIx_CR1的 LSBF位域配置，可选择最高有效位在前（MSB）或最低有效位在前（LSB）。
1.7时钟频率
同步串行时钟 SCK 信号由 SPI 主机控制产生，其时钟来源是 PCLK，通过配置控制寄存器 SPIx_CR1 的 BR 位域 来设置分频因子，可选择 2 ~ 128 分频。对于 SPI 从机，配置 SPIx_CR1.BR 无影响。
1.8时钟极性、时钟相位
时钟极性 CPOL，指设备处于没有数据传输的空闲状态时，SCK 串行时钟线的电平状态。通过控制寄存器 SPIx_CR1 的 CPOL 位域进行配置：设置 SPIx_CR1.CPOL 为 0，SCK 时钟线在空闲时为低电平；设置 SPIx_CR1.CPOL 为 1， SCK 时钟线在空闲时为高电平。
时钟相位 CPHA，指数据的采样和移位时刻。通过控制寄存器 SPIx_CR1 的 CPHA 进行配置：设置 SPIx_CR1. CPHA 为 0，在 SCK 的前边沿（SCK 由空闲状态变为非空闲状态的时钟边沿）采样、后边沿（SCK 由非空闲状态 变为空闲状态的时钟边沿）移位；设置 SPIx_CR1.CPHA 为 1，在 SCK 的前边沿移位、后边沿采样。
根据时钟极性 CPOL 和时钟相位 CPHA 的不同配置，SPI 可设置 4 种电平模式，主机和从机需要配置成相同的电 平模式才能保证正常通信。
1.9 CS引脚
1.10工作模式-全双工模式
1.10工作模式-单线半双工模式
1.11工作模式-单工模式
1.11多机通讯
1.12状态标志
1.13SPI 中断
1.14 SPI DMA
1.15 编程示例
二.SPI主从通信示例（带DMA）
以下是为代码添加的详细注释，以增强可读性和理解性：
宏定义部分
#defineSPI_MASTER //主机模式
//#defineSPI_SLAVE//从机模式（当前注释掉，表示未启用）
// SPI模块配置
#defineSPIx CW_SPI2//使用SPI2模块
#defineSPIx_CLK RCC_APB1_PERIPH_SPI2//SPI2时钟源
#defineSPIx_APBClkENx RCC_APBPeriphClk_Enable1//APB时钟使能函数
// SPI引脚配置（SCK、MISO、MOSI、CS）
#defineSPIx_SCK_GPIO_CLK RCC_AHB_PERIPH_GPIOA//SCK引脚时钟
#defineSPIx_SCK_GPIO_PORT CW_GPIOA//SCK引脚端口
#defineSPIx_SCK_GPIO_PIN GPIO_PIN_2//SCK引脚号
#defineSPIx_SCK_AF() PA02_AFx_SPI2SCK()//SCK复用功能配置
#defineSPIx_MISO_GPIO_CLK RCC_AHB_PERIPH_GPIOA//MISO引脚时钟
#defineSPIx_MISO_GPIO_PORT CW_GPIOA//MISO引脚端口
#defineSPIx_MISO_GPIO_PIN GPIO_PIN_0//MISO引脚号
#defineSPIx_MISO_AF() PA00_AFx_SPI2MISO()//MISO复用功能配置
#defineSPIx_MOSI_GPIO_CLK RCC_AHB_PERIPH_GPIOA//MOSI引脚时钟
#defineSPIx_MOSI_GPIO_PORT CW_GPIOA//MOSI引脚端口
#defineSPIx_MOSI_GPIO_PIN GPIO_PIN_1//MOSI引脚号
#defineSPIx_MOSI_AF() PA01_AFx_SPI2MOSI()//MOSI复用功能配置
#defineSPIx_CS_GPIO_CLK RCC_AHB_PERIPH_GPIOA//CS引脚时钟
#defineSPIx_CS_GPIO_PORT CW_GPIOA//CS引脚端口
#defineSPIx_CS_GPIO_PIN GPIO_PIN_3//CS引脚号
#defineSPIx_CS_AF() PA03_AFx_SPI2CS()//CS复用功能配置
// CS引脚电平控制
#defineSPIx_CS_LOW() PA03_SETLOW()//拉低CS（选中从机）
#defineSPIx_CS_HIGH() PA03_SETHIGH() //拉高CS（取消选中）
// DMA配置
#defineSPIx_RX_DMACHANNEL CW_DMACHANNEL1//RX DMA通道
#defineSPIx_TX_DMACHANNEL CW_DMACHANNEL2//TX DMA通道
#defineSPIx_DMA_RxTrigSource DMA_HardTrig_SPI2_RXBufferNE//RX触发源
#defineSPIx_DMA_TxTrigSource DMA_HardTrig_SPI2_TXBufferE//TX触发源
#defineBufferSize ARRAY_SZ(TxBuffer)//缓冲区大小
枚举与全局变量
typedef enum {FAILED = 0, PASSED = !FAILED} TestStatus; //测试状态枚举
// 发送和接收缓冲区
uint8_t TxBuffer[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
0x08, 0x09, 0x0A, 0x0B, 0x0C, 0x0D, 0x0E,
0x0F, 0x10, 0x11, 0x12, 0x13, 0x14, 0x15,
0x16, 0x17, 0x18, 0x19, 0x1A, 0x1B, 0x1C,
0x1D, 0x1E, 0x1F, 0x20, 0x21, 0x22, 0x55}; //发送数据（末尾0x55为结束标志）
uint8_t RxBuffer; //接收缓冲区
volatile TestStatus TransferStatus = FAILED; //传输状态标志
主函数
int32_t main(void)
{
RCC_Configuration(); //初始化系统时钟和外设时钟
GPIO_Configuration();//配置GPIO引脚和复用功能
DMA_Configuration(); //配置DMA通道和触发源
SPI_Configuration(); //配置SPI模块参数（模式、速率等）
#ifdef SPI_MASTER
SPIx_CS_LOW(); //主机模式下拉低CS，选中从机
#endif
#ifdef SPI_SLAVE
SPI_FlushSendBuff(SPIx); //从机模式下清空发送缓冲区
#endif
SPI_DMACmd(SPIx, SPI_DMAReq_Tx | SPI_DMAReq_Rx, ENABLE); //启用SPI DMA传输
while (1)
{
if (RxBuffer == 0x55) //检测接收完成标志
{
#ifdef SPI_MASTER
SPIx_CS_HIGH(); //主机模式下释放CS
#endif
PB01_SETHIGH(); //点亮LED1指示传输完成
TransferStatus = Buffercmp(RxBuffer, TxBuffer, BufferSize); //校验数据
if (TransferStatus == PASSED)
{
PA07_SETHIGH(); //校验成功时点亮LED2
}
}
}
}
时钟配置函数
void RCC_Configuration(void)
{
// 使能GPIO、DMA、FLASH等外设时钟
RCC_AHBPeriphClk_Enable(SPIx_SCK_GPIO_CLK | SPIx_MISO_GPIO_CLK | SPIx_MOSI_GPIO_CLK |
SPIx_CS_GPIO_CLK | RCC_AHB_PERIPH_DMA | RCC_AHB_PERIPH_GPIOA |
RCC_AHB_PERIPH_GPIOB | RCC_AHB_PERIPH_FLASH, ENABLE);
SPIx_APBClkENx(SPIx_CLK, ENABLE); //使能SPI时钟
// 配置系统时钟为64MHz（HSI->PLL）
RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV6);
RCC_PLL_Enable(RCC_PLLSOURCE_HSI, 8000000, RCC_PLL_MUL_8);
FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_3); //Flash等待周期设为3（频率>48MHz时需要）
RCC_SysClk_Switch(RCC_SYSCLKSRC_PLL); //切换系统时钟到PLL
}
GPIO 配置函数注释
void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // GPIO初始化结构体
// 配置SPI引脚复用功能（SCK/MISO/MISO需复用为SPI功能）
SPIx_SCK_AF();// SCK引脚复用为SPI功能
SPIx_MISO_AF(); // MISO引脚复用为SPI功能
SPIx_MOSI_AF(); // MOSI引脚复用为SPI功能
#ifdef SPI_MASTER
// 主机模式配置：SCK、MOSI、CS为推挽输出，MISO为浮空输入
GPIO_InitStructure.Pins = SPIx_SCK_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // 推挽输出模式
GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; // 高速输出
GPIO_Init(SPIx_SCK_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pins = SPIx_MOSI_GPIO_PIN;
GPIO_Init(SPIx_MOSI_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pins = SPIx_CS_GPIO_PIN;
GPIO_Init(SPIx_CS_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
// MISO引脚配置为浮空输入
GPIO_InitStructure.Pins = SPIx_MISO_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_Init(SPIx_MISO_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
SPIx_CS_HIGH(); // 拉高CS引脚（默认不选中从机）
#endif
#ifdef SPI_SLAVE
// 从机模式配置：CS引脚复用，MISO为推挽输出，其余为输入
SPIx_CS_AF(); // CS引脚复用为SPI功能
GPIO_InitStructure.Pins = SPIx_MISO_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // MISO推挽输出
GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
GPIO_Init(SPIx_MISO_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
// SCK、MOSI、CS配置为输入
GPIO_InitStructure.Pins = SPIx_SCK_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_Init(SPIx_SCK_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pins = SPIx_MOSI_GPIO_PIN;
GPIO_Init(SPIx_MOSI_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pins = SPIx_CS_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP; // CS带上拉输入
GPIO_Init(SPIx_CS_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
#endif
// 配置LED控制引脚（PB1和PA7）
GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_1;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_Init(CW_GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_7;
GPIO_Init(CW_GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// 初始化LED状态为灭
PB01_SETLOW(); // PB1输出低电平
PA07_SETLOW(); // PA7输出低电平
}
DMA 配置函数注释
void DMA_Configuration(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; // DMA初始化结构体
// 配置SPI发送DMA通道（内存到外设）
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_MODE_BLOCK; // 块传输模式
DMA_InitStructure.DMA_TransferWidth = DMA_TRANSFER_WIDTH_8BIT; // 8位数据宽度
DMA_InitStructure.DMA_SrcInc = DMA_SrcAddress_Increase; // 内存地址自增
DMA_InitStructure.DMA_DstInc = DMA_DstAddress_Fix; // 外设地址固定
DMA_InitStructure.TrigMode = DMA_HardTrig; // 硬件触发
DMA_InitStructure.HardTrigSource = SPIx_DMA_TxTrigSource; // SPI发送触发源
DMA_InitStructure.DMA_TransferCnt = BufferSize; // 传输数据量
DMA_InitStructure.DMA_SrcAddress = (uint32_t)TxBuffer; // 源地址（发送缓冲区）
DMA_InitStructure.DMA_DstAddress = (uint32_t)&SPIx->DR; // 目标地址（SPI数据寄存器）
DMA_Init(SPIx_TX_DMACHANNEL, &DMA_InitStructure); // 初始化DMA通道
DMA_Cmd(SPIx_TX_DMACHANNEL, ENABLE); // 使能DMA通道
// 配置SPI接收DMA通道（外设到内存）
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_MODE_BLOCK;
DMA_InitStructure.DMA_TransferWidth = DMA_TRANSFER_WIDTH_8BIT;
DMA_InitStructure.DMA_SrcInc = DMA_SrcAddress_Fix; // 外设地址固定
DMA_InitStructure.DMA_DstInc = DMA_DstAddress_Increase; // 内存地址自增
DMA_InitStructure.TrigMode = DMA_HardTrig;
DMA_InitStructure.HardTrigSource = SPIx_DMA_RxTrigSource; // SPI接收触发源
DMA_InitStructure.DMA_TransferCnt = BufferSize;
DMA_InitStructure.DMA_SrcAddress = (uint32_t)&SPIx->DR;// 源地址（SPI数据寄存器）
DMA_InitStructure.DMA_DstAddress = (uint32_t)RxBuffer; // 目标地址（接收缓冲区）
DMA_Init(SPIx_RX_DMACHANNEL, &DMA_InitStructure);
DMA_Cmd(SPIx_RX_DMACHANNEL, ENABLE);
}
SPI 配置函数注释
/**
* @brief 配置SPI为16Mbps通信速率
*/
void SPI_Configuration()
{
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure; // SPI初始化结构体
// 配置SPI工作参数
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; // 双线全双工模式
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; // 主机模式
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // 8位数据帧
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; // 时钟空闲时为低电平
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; // 第一个时钟边沿采样
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; // 软件控制片选
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4; // PCLK/4分频（16MHz）
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; // MSB优先
SPI_InitStructure.SPI_Speed = SPI_Speed_High; // 高速模式
#ifdef SPI_SLAVE
// 从机模式特殊配置
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Slave;// 从机模式
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Hard; // 硬件控制片选（通过CS引脚电平）
#endif
SPI_Init(SPIx, &SPI_InitStructure); // 初始化SPI
SPI_Cmd(SPIx, ENABLE); // 使能SPI外设
}
缓冲区比较函数注释
/**
* @brief 比较两个缓冲区内容是否相同
*
* @param pBuffer1 : 第一个缓冲区指针
* @param pBuffer2 : 第二个缓冲区指针
* @param BufferLength : 需要比较的长度
* @return TestStatus
* @ARG PASSED: 缓冲区内容完全相同
* @arg FAILED: 缓冲区内容存在差异
*/
TestStatus Buffercmp(uint8_t *pBuffer1, uint8_t *pBuffer2, uint16_t BufferLength)
{
while (BufferLength--)
{
if (*pBuffer1 != *pBuffer2) // 逐字节比较
{
return FAILED; // 发现不一致立即返回失败
}
pBuffer1++;
pBuffer2++;
}
return PASSED; // 全部比较通过返回成功
}
关键功能说明
SPI模式：通过宏定义选择主机或从机模式，当前配置为主机。
DMA传输：使用DMA通道1和2分别处理SPI的接收与发送，降低CPU负载。
数据校验：通过Buffercmp函数比较发送和接收缓冲区数据的一致性。
硬件指示：通过GPIO控制LED灯显示传输状态（完成/校验成功）。
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原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_43260261/article/details/149114026
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