【转】STM32F4-IIC总线与SPI总线

只看该作者 · 2016-11-3 19:41

I2C总线

一、简介：

I2C总线为两线式的串行总线，用于连接微控制器和外围设备，其总线有数据线SDA和时钟线SCL，可以用来发送和接收数据。

二、信号与时序：

I2C总线有三种类型的信号，分别为：开始信号，结束信号和应答信号。

开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平跳变为低电平。

结束信号；SCL为高电平时，SDA由低电平跳变为高电平。

应答信号：接收数据的外设在接收到数据后，向发送数据的控制器发送应答信号表示接收到数据，控制器向外设发送数据后等待控制器的应答信号，当接收到应答信号后，根据应答信号做出相应的判断。

其相关时序如下所示：

起始和停止时序：

应答时序：

三、相关代码：

根据上边的相关解释，可以理解下边的相关信号代码：

[cpp] view plain copy
print?

//产生IIC起始信号
void IIC_Start(void)
{
SDA_OUT(); //sda线输出
IIC_SDA=1;
IIC_SCL=1;
delay_us(4);
IIC_SDA=0;
delay_us(4);
IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}
//产生IIC停止信号
void IIC_Stop(void)
{
SDA_OUT();//sda线输出
IIC_SCL=0;
IIC_SDA=0;
delay_us(4);
IIC_SCL=1;
IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号
delay_us(4);
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
// 0，接收应答成功
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{
u8 ucErrTime=0;
SDA_IN(); //SDA设置为输入
IIC_SDA=1;delay_us(1);
IIC_SCL=1;delay_us(1);
while(READ_SDA)
{
ucErrTime++;
if(ucErrTime>250)
{
IIC_Stop();
return 1;
}
}
IIC_SCL=0;//时钟输出0
return 0;
}
//产生ACK应答
void IIC_Ack(void)
{
IIC_SCL=0;
SDA_OUT();
IIC_SDA=0;
delay_us(2);
IIC_SCL=1;
delay_us(2);
IIC_SCL=0;
}
//不产生ACK应答
void IIC_NAck(void)
{
IIC_SCL=0;
SDA_OUT();
IIC_SDA=1;
delay_us(2);
IIC_SCL=1;
delay_us(2);
IIC_SCL=0;
}
//IIC发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{
u8 t;
SDA_OUT();
IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输
for(t=0;t<8;t++)
{
IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;
txd<<=1;
delay_us(2);
IIC_SCL=1;
delay_us(2);
IIC_SCL=0;
delay_us(2);
}
}
//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
unsigned char i,receive=0;
SDA_IN();//SDA设置为输入
for(i=0;i<8;i++ )
{
IIC_SCL=0;
delay_us(2);
IIC_SCL=1;
receive<<=1;
if(READ_SDA)receive++;
delay_us(1);
}
if (!ack)
IIC_NAck();//发送nACK
else
IIC_Ack(); //发送ACK
return receive;
}

只看该作者 · 2016-11-3 19:42

SPI总线

一、简介：

SPI为高速全双工同步通信总线，芯片引脚只有四个：MISO（主设备输入，从设备输出）,MOSI（主设备输出，从设备输入）,SCLK（时钟信号）,CS（片选）。

二、框图及工作原理：

SPI内部结构如下：

其工作原理为：主机和从机内部都有一个串行的移位寄存器，主机向其串行移位寄存器中写入一个字节发起传输，寄存器通过MOSI信号线将字节发送到从机，从机也将自己的移位寄存器一个字节发送给主机，从而实现两个移位寄存器的一个字节交换。如果只是进行写操作则主机忽略接收到的数据，如果只是主机进行读操作，则主机发送空字节即可。

三、工作方式及框图：

SPI的工作方式有四种，根据外设的需要作出相关配置，主要是对同步时钟的极性和相位进行配置，对极性配置即配置CPOL，CPOL=0时同步时钟空闲状态为低电平，CPOL=1时同步时钟空闲状态为高电平；对相位的配置即配置CPHA，CPHA=0时在串行同步时钟的第一个跳变沿进行数据采集，CPHA=1时在串行同步时钟的第二个跳变沿进行数据采集。其相关时序如下：

四、库函数配置代码：

[cpp] view plain copy
print?

//SPI模块的初始化代码，配置成主机模式
//SPI口初始化
void SPI1_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);//使能GPIOA时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);//使能SPI1时钟
//GPIOFB3,4,5初始化设置
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;//PB3~5复用功能输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_SPI1); //PB3复用为 SPI1
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource4,GPIO_AF_SPI1); //PB4复用为 SPI1
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource5,GPIO_AF_SPI1); //PB5复用为 SPI1
//这里只针对SPI口初始化
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,ENABLE);//复位SPI1
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,DISABLE);//停止复位SPI1
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_8b; //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High; //串行同步时钟的空闲状态为高电平
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge; //串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样
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_256; //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
}