CW32的SPI单工模式主从通信介绍
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。
来源：武汉芯源半导体
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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。
来源：武汉芯源半导体
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