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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。SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间。CW32L083 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）。
单工通信模式 SPI 支持单工通信模式，主机和从机通过一根单向数据线进行单发或单收通信。主机使用 MOSI 信号线进行单发通信，使用 MISO 信号线进行单收通信；从机使用 MOSI 信号线进行单收通信， 使用 MISO 信号线进行单发通信，未使用的信号线可供其它功能使用。
主机单发，从机单收应用场景下，连接框图如下： 主机单发配置： 设置 SPIx_CR1.MODE 为 0x1，SPI 工作于单工单发通信模式； 设置 SPIx_CR1.MSTR 为 1，SPI 工作于主机模式。 设置 SPIx_SSI.SSI 为 0，在从机选择 CS 引脚输出低电平，作为通信起始信号。 当发送缓冲器为空时，即 SPIx_ISR.TXE 标志位为 1，将待发送的一帧数据写入 SPIx_DR 寄存器，数据在同步移位时钟信号的控制下从 MOSI 引脚输出。 当写入最后一帧数据后，必须等待发送缓冲空标志位 SPIx_ISR.TXE 变为 1，同时 SPI 总线忙标志位 SPIx_ISR. BUSY 变为 0，以确保数据发送完毕。然后设置 SPIx_SSI.SSI 为 1，使从机选择 CS 引脚输出高电平，结束本次通信。 从机单收配置： 设置 SPIx_CR1.MODE 为 0x2，SPI 工作于单工单收通信模式； 设置 SPIx_CR1.MSTR 为 0，SPI 工作于从机模式。 当检测到 CS 引脚变为低电平时，从机开始与主机通信。当接收缓冲器非空时，即 SPIx_ISR.RXNE 标志位为 1，表示已经接收完成一帧数据，此时可以读取 SPIx_DR 寄存器。当检测到 CS 引脚变为高电平时，本次通信结束。
主机单收，从机单发应用场景下，连接框图如下：
具体设置与主机单发和从机单收类似，详情可查看用户手册。
SPI中断 SPI 控制器支持 8 个中断源，当 SPI 中断触发事件发生时，中断标志位会被硬件置位，如果设置了对应的中断使能控制位，将产生中断请求。
在用户 SPI 中断服务程序中，应查询相关 SPI 中断标志位，以进行相应的处理，在退出中断服务程序之前，要清除该中断标志位，避免重复进入中断程序。
实例演示: SPI单工模式进行主从机通信，主机单发，从机单收。 SPIy（主机）采用中断方式发送TxBuffer缓冲区中的数据，SPIz（从机）采用中断方式接收数据并存储到RxBuffer缓冲区，比较TxBuffer和RxBuffer，如果数据一致LED1亮，否则LED2亮。
1. 配置RCC void RCC_Configuration(void) { RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV2); //SYSCLK = HSI = 24MHz = HCLK = PCLK RCC_AHBPeriphClk_Enable(SPIy_GPIO_CLK | SPIz_GPIO_CLK | RCC_AHB_PERIPH_GPIOC, ENABLE); //外设时钟使能 SPIy_APBClkENx(SPIy_CLK, ENABLE); SPIz_APBClkENx(SPIz_CLK, ENABLE); }
2. 配置GPIO void GPIO_Configuration(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0}; SPIy_AF_SCK; //SPI SCK MOSI 复用 SPIy_AF_MOSI; SPIz_AF_SCK; SPIz_AF_MOSI; GPIO_InitStructure.Pins = SPIy_SCK_PIN; //推挽输出 GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_Init(SPIy_GPIO, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.Pins = SPIy_MOSI_PIN; GPIO_Init(SPIy_GPIO, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.Pins = SPIz_SCK_PIN; //浮空输入 GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_Init(SPIz_GPIO, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.Pins = SPIz_MOSI_PIN; GPIO_Init(SPIz_GPIO, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_PIN_3 | GPIO_PIN_2; //PC3 LED1 / PC2 LED2 GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_Init(CW_GPIOC, &GPIO_InitStructure); PC03_SETLOW();//LED灭 PC02_SETLOW(); }
3. 配置SPI void SPI_Configuration() { SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure = {0}; SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_1Line_TxOnly; // 单工单发 SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; // 主机模式 SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // 帧数据长度为8bit SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; // 时钟空闲电平为低 SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; // 第一个边沿采样 SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; // 片选信号由SSI寄存器控制 SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_8; // 波特率为PCLK的8分频 SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; // 最高有效位 MSB 收发在前 SPI_InitStructure.SPI_Speed = SPI_Speed_Low; // 低速SPI SPI_Init(SPIy, &SPI_InitStructure); SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_1Line_RxOnly; // 单工单收 SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Slave; // 从机模式 SPI_Init(SPIz, &SPI_InitStructure); SPI_Cmd(SPIy, ENABLE); SPI_Cmd(SPIz, ENABLE); }
4. 配置NVIC中断函数 void NVIC_Configuration(void) { NVIC_SetPriority(SPIy_IRQ, 1); //优先级，无优先级分组 NVIC_SetPriority(SPIz_IRQ, 0); NVIC_EnableIRQ(SPIy_IRQ); //SPI中断使能 NVIC_EnableIRQ(SPIz_IRQ); } void SPI1_IRQHandler(void)//SPI1中断函数 { if(SPI_GetITStatus(CW_SPI1, SPI_IT_TXE) != RESET) { if(TxCounter == BufferSize - 1) { SPI_ITConfig(CW_SPI1, SPI_IT_TXE, DISABLE); } SPI_SendData(CW_SPI1, TxBuffer[TxCounter++]); } } void SPI2_IRQHandler(void) //SPI2中断函数 { if(SPI_GetITStatus(CW_SPI2, SPI_IT_RXNE) != RESET) { RxBuffer[RxCounter++] = SPI_ReceiveData(CW_SPI2); } }
5. 比较两个buffers区 TestStatus Buffercmp(uint8_t* pBuffer1, uint8_t* pBuffer2, uint16_t BufferLength) { while(BufferLength--) { if(*pBuffer1 != *pBuffer2) { return FAILED; } pBuffer1++; pBuffer2++; } return PASSED; }
6. 主程序 int32_t main(void) { RCC_Configuration();//配置RCC GPIO_Configuration();//配置GPIO SPI_Configuration();//配置SPI NVIC_Configuration();//配置NVIC SPI_ITConfig(SPIz, SPI_IT_RXNE, ENABLE); //使能 SPIz RXNE 中断 SPI_NSSInternalSoftwareConfig(SPIz, SPI_NSSInternalSoft_Reset); //软件NSS，选中SPIz SPI_ITConfig(SPIy, SPI_IT_TXE, ENABLE); //使能 SPIy TXE 中断 while(RxCounter < BufferSize); //等待收发完成 SPI_NSSInternalSoftwareConfig(SPIz, SPI_NSSInternalSoft_Set); //释放SPIz TransferStatus = Buffercmp(TxBuffer, RxBuffer, BufferSize); //检查收发数据一致性 if(TransferStatus == PASSED) //PASSED { PC03_SETHIGH();//LED1亮 } else //FAILED { PC02_SETHIGH();//LED2亮 } while(1) { } }
7.实验结果显示：LED1亮起，buffers区数据相等，SPI单工模式主从通讯（中断方式）功能实现。
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