文档介绍：第九章通用SPI的一般应用
SPI简介
在大容量产品上,SPI接口可以配置为支持SPI协议或者支持I2S音频协议。SPI接口默认工作在SPI协议下,可以通过软件把功能从SPI模式切换到I2S模式。在小容量和中容量产品上,不支持I2S音频协议。
串行外设接口(SPI)允许芯片与外部设备以半/全双工、同步、串行方式通信。此接口可以被配置成主模式,并为外部从设备提供通信时钟(SCK)。接口还能以多主配置方式工作。它可用于多种用途,包括使用一条双向数据线的双线单工同步传输,还可使用CRC校验的可靠通信。
I2S也是一种3管脚的同步串行接口通讯协议。它支持四种音频标准,包括飞利浦I2S标准,MSB和LSB对齐标准,以及PCM标准。它在半双工通讯中,可以工作在主和从2种模式下。当它作为主设备时,通过接口向外部的从设备提供时钟信号。
警告: 由于 SPI3/I2S3 的部分管脚与 JTAG 管脚共享(SPI3_NSS/I2S3_WS 与 JTDI ,
SPI3_SCK/I2S3_CK与JTDO),因此这些管脚不受IO控制器控制,他们(在每次复位后)
被默认保留为JTAG用途。如果用户想把管脚配置给SPI3/I2S3,必须(在DEBUG时)关
闭JTAG并切换至SWD接口,或者(在标准应用时)同时关闭JTAG和SWD接口。
SPI特征
3线全双工同步传输;
带或不带第三根双向数据线的双线单工同步传输;
8或16位传输帧格式选择;
主或从操作;
支持多主模式;
8个主模式波特率预分频系数(最大为fPCLK/2) ;
从模式频率(最大为fPCLK/2) ;
主模式和从模式的快速通信:最大SPI速度达到18MHz ;
主模式和从模式下均可以由软件或硬件进行NSS管理:主/从操作模式的动态改变;
可编程的时钟极性和相位;
可编程的数据顺序,MSB在前或LSB在前;
可触发中断的专用发送和接收标志;
SPI总线忙状态标志;
支持可靠通信的硬件CRC ;
可触发中断的主模式故障、过载以及CRC错误标志;
支持DMA功能的1字节发送和接收缓冲器:产生发送和接受请求。
SPI引脚描述
通常SPI通过4个管脚与外部器件相连:
1》MISO:主设备输入/从设备输出管脚。该管脚在从模式下发送数据,在主模式下接收数据。
2》MOSI:主设备输出/从设备输入管脚。该管脚在主模式下发送数据,在从模式下接收数据。
3》SCK:串口时钟,作为主设备的输出,从设备的输入
4》NSS:从设备选择。这是一个可选的管脚,用来选择主/从设备。它的功能是用来作为“片选管脚”,让主设备可以单独地与特定从设备通讯,避免数据线上的冲突。从设备的NSS管脚可以由主设备当作一个标准的IO来驱动。一旦被使能(SSOE位),NSS管脚也可以作为输出管脚,并在
SPI设置为主模式时拉低;此时,所有NSS管脚连接到主设备NSS管脚的SPI设备,会检测到低电平,如果它们被设置为NSS硬件模式,就会自动进入从设备状态。
图9-1-1是一个单主和单从设备互连的例子。
图9-1-1 单主和单从应用
MOSI脚相互连接,MISO脚相互连接。这样,数据在主和从之间串行地传输(MSB位在前)。通信总是由主设备发起。主设备通过MOSI脚把数据发送给从设备,从设备通过MISO引脚回传数据。这意味全双工通信的数据输出和数据输入是用同一个时钟信号同步的;时钟信号由主设备通过SCK脚提供。

NSS脚管理
有2种NSS模式:
1》软件NSS模式:可以通过设置SPI_CR1寄存器的SSM位来使能这种模式。在这种模式下NSS管脚可以用作它用,而内部NSS信号电平可以通过写SPI_CR1的SSI位来驱动
2》硬件NSS模式,分两种情况:
NSS输出被使能:当STM32F10xx工作为主SPI并且NSS输出已经通过SPI_CR2寄存器的SSOE位使能,这时NSS管脚被拉低,所有NSS管脚与它的NSS管脚相连并配置为硬件NSS的SPI设备,将自动变成从SPI设备。此时该设备不能工作在多主环境。
NSS输出被关闭:允许操作于多主环境。

SPI有四种不同的数据传输格式时序。SPI_CR寄存器的CPOL和CPHA位,能够组合成四种可能的时序关系。
CPOL:时钟极性位,控制在没有数据传输时时钟的空闲状态电平。此位对主模式和从模式下的设备都有效。如果CPOL被清’0’,SCK引脚在空闲状态保持低电平;如果CPOL被置’1’,SCK引脚在空闲状态保持高电平。
CPHA:时钟相位,被置’1’,SCK时钟的第二个边沿(CPOL位为0时就是下降沿,CPOL位为1时就是上升沿)进行数据位的采样,