[STM32F4xx 学习] SPI小结

一、STM32F4xx系列的SPI特点：

1. 支持全双工的3线SPI模式（即SCK, MISO, MOSI)

2. 支持单工2线传输，同时数据线可以设置成单向或者双向模式

3. 8-bit, 16-bit可选的数据长度

4. 可选主从模式，并且支持多主模式

5. 主模式8种波特率选择（最高波特率f_PCLK/2)，从模式最高频率为f_PCLK/2

6. 主从模式下，片选线（NSS)可以设置为硬件控制或软件控制，同时支持主/从操作下的动态转换

7. 时钟线的极性和相位可以通过寄存器设置

8. 移位寄存器可以设置成高位先出（MSB-first）或者低位先出（LSB-fisrt）

9. 具有SPI 总线忙碌（bus busy）标志位

10. 支持 SPI TI 模式

11. 支持硬件CRC

• 可以在数据流后传输CRC(发送模式）
• 自动校验校验CRC（接收模式）

12.具有主模式错误标志位，溢出标志位，CRC错误校验标志位，同时可触发中断

13. 1-byte发送/接受缓存，并且支持DMA请求。

二、传输过程中的状态标志位（BSY, TXE, RXNE）

1. 全双工主模式连续传输

图1. 全双工主模式连续传输时序图

• BSY 在传输时硬件置1，传输完成后硬件清0，图1方框①所示
• 当Tx缓存器无数据时，TXE置1；对DR（数据寄存器，下同）进行写操作将使TXE清0，图1方框②所示
• 当SPI接收到完整的数据后（Rx 缓存器不为0），RXNE将置1；对DR进行读操作将使RXNE清0，图1方框③所示

2. 全双工从模式连续传输

图2.  全双工从模式连续传输

• BSY在传输期间硬件置1，在下一次传输的第一个SPI时钟周期硬件清0，然后再由硬件置1，图2方框①所示
• 当Tx缓存器无数据时，TXE置1；对DR进行写操作将使TXE清0，图2方框②所示
• 当SPI接收到完整的数据后（Rx 缓存器不为0），RXNE将置1；对DR进行读操作将使RXNE清0，图2方框③所示

3. 单工发送主模式连续传输

图3. 单工发送主模式连续传输时序图

• BSY在传输期间硬件置1，在传输完成后硬件清0，图3方框①所示
• 当Tx缓存器无数据时，TXE置1；对DR进行写操作将使TXE清0，图3方框②所示

4. 单工发送从模式连续传输

图4. 只发送从模式连续传输时序图

• BSY在传输期间硬件置1，在下一次传输的第一个SPI时钟周期硬件清0，然后再由硬件置1，图4方框①所示
• 当Tx缓存器无数据时，TXE置1；对DR进行写操作将使TXE清0，图4方框②所示

5. 单工接收模式连续传输

图5. 单工接收模式连续传输时序图

• 当SPI接收到完整的数据后（Rx 缓存器不为0），RXNE将置1；对DR进行读操作将使RXNE清0，图5方框①所示

6. 非连续传输

图6. 非连续传输时序图

• BSY 在传输期间硬件置1，在每次传输完成后置0，如图6方框①所示
• 当Tx缓存器无数据时，TXE置1；对DR进行写操作将使TXE清0，图6方框②所示

三、连续传输与非连续传输的定义

主模式下，假如程序能很快地检测TXE的上升沿或TXE中断(即发送缓存器为空），在当前数据还未发送完成时（即移位寄存器还有数据尚未发送完），对DR寄存器进行写操作，这种情况称作连续传输，传输过程中SPI CLK是连续的，如图1~图5所示。

反之，假如在对DR寄存器进行写操作时，上一次的数据已发送完（即移位寄存器为空），这种情况称为非连续传输，传输过程中SPI CLK是断续的，如图6所示。

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