引言

MindSDK為MM32主流的微控制器，實(shí)現(xiàn)了一系列SPI驅(qū)動(dòng)的樣例工程。本文通過講解 SPI 模塊的樣例工程，介紹 SPI 模塊的功能和用法。關(guān)于 SPI 模塊對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，以及 SPI 外設(shè)模塊硬件的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，可具體查閱 MindSDK 工程的源文件，以及 MM32 微控制器（例如MM32F5270）的用戶手冊(cè)。

樣例工程

MindSDK 中為 SPI 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的樣例工程包括：

spi_master_basic

spi_master_tx_dma

spi_master_xfer_dma

spi_master_b2b_interrupt

spi_master_b2b_polling

spi_slave_b2b_interrupt

其中，spi_master_basic、spi_master_tx_dma 與 spi_master_xfer_dma 分別演示了 SPI 做主機(jī)的典型數(shù)據(jù)傳輸方式，包括：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸、SPI 使用 DMA 發(fā)送數(shù)據(jù)、SPI 使用 DMA 收發(fā)數(shù)據(jù)。另外，還有一些 SPI 板級(jí)通信的樣例，通過將一塊 SPI 做主機(jī)，另一塊 SPI 做從機(jī)的方式進(jìn)行一系列板對(duì)板的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸，主機(jī)樣例與從機(jī)樣例結(jié)合使用，包括：SPI做主機(jī)進(jìn)行中斷數(shù)據(jù)傳輸，SPI做主機(jī)進(jìn)行輪詢數(shù)據(jù)傳輸，SPI做從機(jī)進(jìn)行中斷數(shù)據(jù)傳輸（SPI從機(jī)引腳與SPI主機(jī)引腳相連進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸）。

spi_master_basic

spi_master_basic 描述了 SPI 模塊最基本的數(shù)據(jù)傳輸方式，輪詢方式。在樣例工程中，通過 SPI_InitMaster() 函數(shù)，配置 SPI 為主模式，選定一個(gè) SPI 數(shù)據(jù)采樣時(shí)序，為空閑時(shí)時(shí)鐘線為低電平、下降沿時(shí)數(shù)據(jù)有效的 SPI_PolPha_Alt0 ，并指定傳輸數(shù)據(jù)寬度為 SPI_DataWidth_8b 、SPI 的波特率為 BOARD_LOOP_SPI_BAUDRATE ，選定 SPI 的傳輸方向?yàn)?SPI_XferMode_TxRx 。然后，通過 SPI_Enable() 函數(shù)啟動(dòng) SPI，使 SPI 能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

每當(dāng) SPI 發(fā)送緩沖區(qū)未滿時(shí)，可進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，數(shù)據(jù)由 MOSI 引腳傳出；當(dāng) SPI 接收緩沖區(qū)接收有效數(shù)據(jù)時(shí)，可讀取有效的接收數(shù)據(jù)。

在最終運(yùn)行程序時(shí)，需要將 SPI 的 MOSI 引腳與 MISO 引腳使用杜邦線相連，通過向 PC 機(jī)上的串口通信終端輸入任意按鍵，使 SPI 進(jìn)行 APP_SPI_BUFF_LEN 次數(shù)據(jù)發(fā)送并接收到數(shù)據(jù)，主循環(huán)對(duì)接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，若存在驗(yàn)證失敗數(shù)據(jù)，則可看到串口打印出錯(cuò)信息 spi loopback xfer error. app_spi_xfer_err_count = ，若驗(yàn)證成功，則可看到串口打印 spi loopback xfer done. ，從而驗(yàn)證 SPI 做主機(jī)的數(shù)據(jù)輪詢傳輸情況。

spi_master_tx_dma

spi_master_tx_dma 相較于 spi_master_basic 樣例工程，實(shí)現(xiàn)通過 DMA 進(jìn)行 SPI 的數(shù)據(jù)發(fā)送功能。

其實(shí)現(xiàn)原理，是在 spi_master_basic 的基礎(chǔ)上，增加對(duì)于 DMA 的初始化，通過 DMA_InitChannel() 函數(shù)，選定所使用的 DMA 通道為 BOARD_SPI_TX_DMA_CHANNEL ，配置 DMA 數(shù)據(jù)搬運(yùn)方向?yàn)榇鎯?chǔ)器到外設(shè) DMA_XferMode_MemoryToPeriph ，數(shù)據(jù)寬度為 DMA_XferWidth_8b ，通過 SPI_GetTxDataRegAddr() 函數(shù)獲取外設(shè)地址并進(jìn)行配置，設(shè)定存儲(chǔ)器地址為 (uint32_t)app_spi_tx_buf ，外設(shè)地址自增模式為不自增 DMA_AddrIncMode_StayAfterXfer ，存儲(chǔ)器地址自增模式為 DMA_AddrIncMode_IncAfterXfer。然后，啟用選定 SPI 外設(shè)的 DMA 發(fā)送通道對(duì)應(yīng)的 NVIC 中斷。最后，通過 DMA_EnableChannelInterrupts()函數(shù)，在 BOARD_SPI_TX_DMA_CHANNEL 通道使能 DMA_CHN_INT_XFER_DONE 中斷，每次在 DMA_EnableChannel() 啟動(dòng) DMA 數(shù)據(jù)傳輸后，DMA 傳輸完成時(shí)，會(huì)觸發(fā)中斷。

實(shí)際運(yùn)行程序時(shí)，將 SPI 的 MOSI 引腳與 MISO 引腳使用杜邦線相連后，用戶在串口調(diào)試終端中每次輸入任意字符，程序均會(huì)調(diào)用一次 DMA_EnableChannel() 函數(shù)，啟動(dòng) DMA 傳輸，在 SPI 進(jìn)行一次 DMA 傳輸并完成后，DMA 輸標(biāo)志位`app_dma_xfer_done`將在中斷處理函數(shù)中被設(shè)置為true，主程序循環(huán)等待，當(dāng)標(biāo)志位為 true 時(shí),打印 spi tx dma xfer done. 到串口終端界面。

spi_master_xfer_dma

spi_master_xfer_dma 相較于 spi_master_tx_dma 樣例工程，實(shí)現(xiàn)通過 DMA 進(jìn)行 SPI 的數(shù)據(jù)收發(fā)功能。

其實(shí)現(xiàn)原理，是在 spi_master_tx_dma 的基礎(chǔ)上，增加對(duì)于 SPI 使用 DMA 接收通道的初始化，選定使用的 SPI DMA 接收通道為 BOARD_SPI_RX_DMA_CHANNEL ,在初始化 DMA 發(fā)送通道后，繼續(xù)使用 DMA_InitChannel() 函數(shù)初始化 DMA 接收通道，修改傳輸方向?yàn)?DMA_XferMode_PeriphToMemory ，設(shè)定存儲(chǔ)器地址為 (uint32_t)app_spi_rx_buf ，通過 SPI_GetRxDataRegAddr() 函數(shù)獲取外設(shè)地址并配置。然后啟用選定 SPI 外設(shè)的 DMA 接收通道對(duì)應(yīng)的 NVIC 中斷。最后，在 BOARD_SPI_RX_DMA_CHANNEL 通道使能 DMA_CHN_INT_XFER_DONE 中斷，每次在 DMA_EnableChannel() 啟動(dòng) DMA 數(shù)據(jù)傳輸后，當(dāng) DMA 傳輸完成，會(huì)觸發(fā)對(duì)應(yīng)通道的中斷。

實(shí)際運(yùn)行時(shí)，將 SPI 的 MOSI 引腳與 MISO 引腳使用杜邦線相連后，用戶在串口調(diào)試終端中每次輸入任意字符，程序均會(huì)調(diào)用一次 DMA_EnableChannel() 函數(shù)，啟動(dòng) DMA 的發(fā)送與接收通道，在 SPI 進(jìn)行一次 DMA 發(fā)送并完成后，DMA 發(fā)送完成標(biāo)志位 app_dma_tx_done 將在發(fā)送通道所對(duì)應(yīng)的中斷處理函數(shù)中被設(shè)置為 true，再進(jìn)行 SPI 的 DMA 接收操作，DMA 接收數(shù)據(jù)完成后，DMA 接收完成標(biāo)志位 app_dma_rx_done 將在接收通道所對(duì)應(yīng)的中斷處理函數(shù)中被設(shè)置為 true，主程序循環(huán)等待，當(dāng)發(fā)送完成標(biāo)志位為 true 時(shí)，打印 spi tx dma done. 到串口終端界面，當(dāng)接收完成標(biāo)志位未 true 時(shí)，打印 spi rx dma done with data: 以及接收數(shù)據(jù)到串口終端界面。

spi_master_b2b_interrupt

spi_master_b2b_interrupt 實(shí)現(xiàn)的是一個(gè)使用 SPI 主模式中斷傳輸?shù)臉永こ蹋谥鲝臋C(jī)的從屬關(guān)系中做主機(jī)，需與從機(jī)結(jié)合使用。

其實(shí)現(xiàn)原理，是在 spi_master_basic 的基礎(chǔ)上，增加 SPI 傳輸所使用的結(jié)構(gòu)體，通過 SPI_EnableInterrupts() 函數(shù)使能發(fā)送完成中斷 SPI_INT_TX_DONE 與接收完成中斷 SPI_INT_RX_DONE 中斷，當(dāng)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)完成時(shí)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)中斷，在中斷處理函數(shù)中，傳輸次數(shù)達(dá)到所設(shè)定的 rx_idx 或 tx_idx ，將通過 SPI_EnableInterrupts() 函數(shù)關(guān)閉對(duì)應(yīng)的接收完成中斷或發(fā)送完成中斷，接收完成后調(diào)用 spi_rx_done_callback() 回調(diào)函數(shù)，并將全局標(biāo)志位 app_spi_xfer_flag 置為true。

實(shí)際運(yùn)行此程序時(shí)，需令一塊開發(fā)板下載此樣例工程，另一塊開發(fā)板下載 spi_slave_b2b_interrupt 樣例工程，使用杜邦線連接兩開發(fā)板的 MOSI、MISO、NSS、SCK 引腳，通過串口終端界面輸入任意按鍵，進(jìn)行 SPI 的數(shù)據(jù)收發(fā)，串口終端打印發(fā)送數(shù)據(jù)與接收數(shù)據(jù)。

spi_master_b2b_polling

spi_master_b2b_polling 實(shí)現(xiàn)的是一個(gè)使用 SPI 主模式輪詢傳輸?shù)臉永こ?，在主從機(jī)的從屬關(guān)系中做主機(jī)，需與從機(jī)結(jié)合使用。

該實(shí)現(xiàn)原理與 spi_master_basic 基本相同，通過 while 循環(huán)等待當(dāng)前達(dá)到發(fā)送或接收數(shù)據(jù)所需的傳輸條件，達(dá)到后進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，設(shè)定發(fā)送 APP_SPI_BUF_LEN 個(gè)數(shù)據(jù)并接收。

實(shí)際運(yùn)行此程序時(shí)，需令一塊開發(fā)板下載此樣例工程，另一塊開發(fā)板下載 spi_slave_b2b_interrupt 樣例工程，使用杜邦線連接兩開發(fā)板的 MOSI、MISO、NSS、SCK 引腳，通過串口終端界面輸入任意按鍵，進(jìn)行 SPI 的數(shù)據(jù)收發(fā)，串口終端打印發(fā)送數(shù)據(jù)與接收數(shù)據(jù)。

spi_slave_b2b_interrupt

spi_slave_b2b_interrupt 實(shí)現(xiàn)的是一個(gè)使用 SPI 從模式中斷的樣例工程，在主從機(jī)的從屬關(guān)系中做從機(jī)，需與主機(jī)結(jié)合使用。

在樣例工程中，通過 SPI_InitSlave() 函數(shù)配置 SPI 為從模式，設(shè)置傳輸方向?yàn)?SPI_XferMode_TxRx ，SPI 從機(jī)的數(shù)據(jù)采樣時(shí)序需要與主機(jī)的數(shù)據(jù)采樣時(shí)序配置相同，為 SPI_PolPha_Alt0 ，設(shè)定數(shù)據(jù)寬度為 SPI_DataWidth_8b 。通過 SPI_EnableInterrupts() 函數(shù)使能 SPI_INT_RX_DONE 中斷，并啟用選定 SPI 外設(shè)對(duì)應(yīng)的 NVIC 中斷。最后，啟動(dòng) SPI，SPI 作為從機(jī)，等待主機(jī)的命令。當(dāng) SPI 接收完成數(shù)據(jù)后，產(chǎn)生接收完成中斷，并執(zhí)行中斷處理函數(shù)，在中斷處理函數(shù)中將已接收的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。

在最終運(yùn)行程序時(shí)，需令一塊開發(fā)板下載此樣例工程，另一塊開發(fā)板下載 spi_master_b2b_polling 樣例工程或 spi_master_b2b_interrupt 樣例工程，使用杜邦線連接兩開發(fā)板的 MOSI、MISO、NSS、SCK 引腳，在 spi_master_b2b_xxx 工程中對(duì)應(yīng)的串口終端界面下輸入任何字符，在 spi_slave_b2b_interrupt 工程中對(duì)應(yīng)的串口終端界面中可以看到對(duì)應(yīng)的內(nèi)容。

審核編輯：劉清