本帖最后由 RISCVLAR 于 2021-1-12 19:23 编辑
CH32V103应用教程——SPI-全双工通信,软件控制NSS模式
本章教程主要在SPI双线全双工模式下进行主从收发实验,并采用软件控制NSS方式。
1、SPI简介及相关函数介绍 关于SPI主从模式下的全双工发送和接收数据,其软件配置过程如下: 1、设置SPI控制寄存器1(SPIx_CTLR1)位6 SPE位置1,启用SPI; 2、在SPI数据寄存器(SPIx_DATAR)中写入第一个要发送的数据,此操作会清除SPI状态寄存器(SPI_SR)位1 TXE标志; 3、当SPI状态寄存器(SPI_SR)位1 TXE标志为1(表示发送缓冲区为空),写入第二个要发送的数据;当SPI状态寄存器(SPI_SR)位0 RXNE标志为1(表示接收缓冲区非空),读SPI数据寄存器(SPIx_DATAR)中的数据并同时清除RXNE标志位。重复上述操作,发送后续数据并同时接收后续数据(n-1个); 4、等待SPI状态寄存器(SPI_SR)位0 RXNE标志为1(表示接收缓冲区非空),接收最后一个数据; 5、等待SPI状态寄存器(SPI_SR)位1 TXE标志位为1,在位7BSY标志位置0(SPI不在通讯)后关闭SPI模块。
注:也可以在响应RXNE或TXE标志的上升沿产生的中断的处理程序中实现这个过程。
关于CH32V103 SPI具体信息,可参考CH32V103应用手册。SPI标准库函数在第十五章节已介绍,在此不再赘述。
2、硬件设计 本章教程主要进行SPI主从模式下的全双工发送和接收数据,需用到两个开发板,且由于采用全双工模式,因此主设备和从设备均要使用MOSI引脚和MISO引脚以及SCK引脚进行通讯。此处使用外设为SPI1,主设备和从设备MOSI对应引脚均为PA7引脚、MISO对应引脚均为PA6引脚,将主设备PA6、PA7引脚与从设备PA6、PA7引脚一一对应连接起来,此外还需将两个开发板SPI1对应的SCK引脚PA5连接起来。 此外,由于两个开发板需要同时进行上电传输,因此将两个开发板的3.3V引脚和GND引脚进行连接。
3、软件设计 本章教程主要进行SPI主从模式下的全双工发送和接收数据,具体程序如下: spi.h文件 #ifndef __SPI_H
#define __SPI_H
#include "ch32v10x_conf.h"
/* SPI Mode Definition */
#define HOST_MODE 0
#define SLAVE_MODE 1
/* SPI Communication Mode Selection */
#define SPI_MODE HOST_MODE
//#define SPI_MODE SLAVE_MODE
#define Size 18
extern u16 TxData[Size];
extern u16 RxData[Size];
void SPI_FullDuplex_Init(void);
#endif
spi.c文件 #include "spi.h"
/* Global Variable */
u16 TxData[Size] = { 0x0101, 0x0202, 0x0303, 0x0404, 0x0505, 0x0606,
0x1111, 0x1212, 0x1313, 0x1414, 0x1515, 0x1616,
0x2121, 0x2222, 0x2323, 0x2424, 0x2525, 0x2626 };
u16 RxData[Size];
/*******************************************************************************
* Function Name : SPI_FullDuplex_Init
* Description : Configuring the SPI for full-duplex communication.
* Input : None
* Return : None
*******************************************************************************/
void SPI_FullDuplex_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE );
#if (SPI_MODE == HOST_MODE)
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );
#elif (SPI_MODE == SLAVE_MODE)
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );
#endif
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; //全双工模式
#if (SPI_MODE == HOST_MODE)
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
#elif (SPI_MODE == SLAVE_MODE)
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Slave;
#endif
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_16b;
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //软件控制NSS
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_64;
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_LSB;
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
SPI_Init( SPI1, &SPI_InitStructure );
SPI_Cmd( SPI1, ENABLE );
}
spi.c文件主要包括1个函数:SPI_FullDuplex_Init函数。SPI_FullDuplex_Init函数主要进行SPI1全双工通信模式下的主机和从机配置。首先,由于采用全双工通信方式,且采用软件控制NSS引脚,因此需要对主机和从机的SCK引脚、MOSI引脚和MISO引脚进行GPIO初始化配置。此外,还需要进行主机和从机配置,此配置可根据CH32V103应用手册主模式和从模式配置步骤进行,主要对SPI通信的通信方向、主从模式、数据帧大小、时钟极性、时钟相位、NSS引脚使用方式、波特率等进行配置,可对照手册参考标准库函数ch32v10x_spi.c文件中SPI_Init函数进行配置。 main.c文件 /********************************** (C) COPYRIGHT *******************************
* File Name : main.c
* Author : WCH
* Version : V1.0.0
* Date : 2020/04/30
* Description : Main program body.
*******************************************************************************/
#include "debug.h"
#include "spi.h"
#include "string.h"
/*
*@Note
双线全双工模式,Master/Slave 模式数据收发:
Master:SPI1_SCK(PA5)、SPI1_MISO(PA6)、SPI1_MOSI(PA7)。
Slave :SPI1_SCK(PA5)、SPI1_MISO(PA6)、SPI1_MOSI(PA7)。
本例程演示 Master 和 Slave 同时全双工收发。
注:两块板子分别下载 Master 和 Slave 程序,同时上电。
硬件连线:PA5 —— PA5
PA6 —— PA6
PA7 —— PA7
*/
/*******************************************************************************
* Function Name : main
* Description : Main program.
* Input : None
* Return : None
*******************************************************************************/
int main(void)
{
u8 i=0;
u8 j=0;
u8 value;
Delay_Init();
USART_Printf_Init(115200);
printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
SPI_FullDuplex_Init();
#if (SPI_MODE == SLAVE_MODE)
printf("Slave Mode\r\n");
Delay_Ms(1000);
#endif
#if (SPI_MODE == HOST_MODE)
printf("Host Mode\r\n");
Delay_Ms(2000);
#endif
while(1)
{
while( ( i<18 ) || ( j<18 ))
{
if( i<18 )
{
if( SPI_I2S_GetFlagStatus( SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE ) != RESET )
{
SPI_I2S_SendData( SPI1, TxData[i] );
i++;
}
}
if( j<18 )
{
if( SPI_I2S_GetFlagStatus( SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE ) != RESET )
{
RxData[j] = SPI_I2S_ReceiveData( SPI1 );
j++;
}
}
}
for( i=0; i<18; i++ )
{
printf( "Rxdata:%04x\r\n", RxData[i] );
}
//将发送数据与接收数据进行比较,若相同,返回0,不同,则返回1
value = memcmp( TxData, RxData, Size );
if( value == 0 )
{
printf( "Same\r\n" );
}
else
{
printf( "Different\r\n" );
}
while(1);
}
}
main.c文件主要进行主机和从机下的数据发送和接收。并将接收数据与发送数据进行对比,当发送数据与接收数据相同,输出same,若不同,输出different。
4、下载验证 将编译好的程序分别在主机模式和从机模式下下载到两个开发版,并将主机的引脚与从机的引脚一一对应进行连接,开发板上电后,串口打印如下: 主机打印: 从机打印:
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