基於STM32F1與NRF24L01模塊的SPI簡單通信
- 2019 年 10 月 18 日
- 筆記
一、前言
1.簡介：
本文是基於STM32F1，將數據發送至NRF模塊的寄存器，並將數據重新讀取，通過串口發送出來的簡單SPI單通信。
2.SPI簡介：
調過STM8的都已經對SPI有所了解，調法都一致，這裡就不做詳細的講解。
3.準備工作：
軟件層： Keil5 STMCubeMX5.1.0版本
鏈接：點擊下載 鏈接：點擊下載
提取碼：wrt9 提取碼：20xs
硬件層：STM32F1ZE開發板 NRF24L01模塊
（什麼型號的都可以，只要能在CUbe配置好型號就行）
二、SPI詳解
SPI是串行外設接口(Seria
l Peripheral Interface)的縮寫。是 Motorola 公司推出的一
種同步串行接口技術，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線。因為其沒有指定的流控制，沒有應答機制確認是否接收 到數據，所以跟IIC總線協議比較在數據可靠性上有一定的缺陷。
1.硬件接線：
VCC、GND不用講。下面的四條線是完成通信的最基本線，作用已簡略給出，需要進一步了解的可以詳看數據手冊。
大家可以按照相應線用示波器觀察對應波形，看時序是否正確。
CSN：從設備使能信號，由主設備控制。
SCK：時鐘信號，由主設備產生。
MISO：主設備數據輸入，從設備數據輸出。
MOSI：主設備數據輸出，從設備數據輸入。
（在這裡提示用示波器看的同學，記得看讀取到數據的波形時，切換到MISO線，在MOSI線上是觀測不到讀取回來的數據 的）
2.Cube配置問題：
一開始調試時用的TIM7來配置Cube，但是一直無法正確讀到波形，通過看數據手冊和部分歷程，我將時鐘配置成 TIM2，就能正常收發了。其他配置跟平常串口配置一樣就行了，沒有特別需要注意的。
3.寄存器地址和驅動讀寫問題：
不同於IIC讀取時鐘模塊，這裡只需要寄存器的地址，同時要查詢到讀指令和寫指令來驅動設備讀與寫的功能。
#define CONFIG 0x00 //配置寄存器地址; //寄存器命令： #define READ_REG_NRF 0x00 //讀配置寄存器,低5位為寄存器地址 #define WRITE_REG_NRF 0x20 //寫配置寄存器,低5位為寄存器地址
4.本文部分代碼：
最後貼出一些主要的代碼，這些都是最基礎的代碼，看着數據手冊寫就行了。但是這裡我在讀取與寫入寄存器函數中並沒有使用延時，但是也能成功輸出。
SPI_test.c
void delay2ms()//開機延時2MS，實測 { unsigned char a,b,c; for(c=5;c>0;c--) for(b=68;b>0;b--) for(a=31;a>0;a--); } //這個函數是將讀取/寫入一個位元組合二為一的基礎函數代碼。 uint32_t uSPI_RW_Byte(uint32_t uByte) { uint32_t uBits; for(uBits=0; uBits<8; uBits++) //8次循環 { //1.判斷為1或0 if(uByte & 0x80) PIN_MOSI_H; //該位為1則置1 else PIN_MOSI_L; //該位為0則置0 uByte <<= 1; //左移一位，可讀取1位，並輸出下一位 //2.時序線拉高 PIN_SCK_H; //拉高時序線，開始發送數據 //delay2ms(); //延時到中間，穩定數據 //3. if(MISO) //判斷MISO電平 uByte|=0x01; //若為1則賦值到相應的位上 //4. // delay2ms(); PIN_SCK_L; //結束該Byte數據的發送 } return uByte; }
如果看不懂這個函數，想分開的函數，可以用下面這兩個 /* ** 函數名 : SPI_Read_OneByte ** 返回值 : temp--SPI讀取的一位元組數據 ** 參 數 : None ** 描 述 : 下降沿讀數據，每次讀取 1 bit */ uint32_t SPI_Read_OneByte(void) { uint32_t i; uint32_t temp = 0; for(i=0;i<8;i++) { temp <<= 1; //讀取MISO 8次輸入的值，存入temp。之所以不放在“SCK = 0”語句之後的位置是因為： //讀取最後1byte的最後一位(即LSB)之後，不能再左移了 PIN_SCK_H; if(MISO) //讀取最高位，保存至最末尾，通過左移位完成讀整個位元組 temp |= 0x01; else temp &= ~0x01; PIN_SCK_L; //下降沿來了(SCK從1-->0)，MISO上的數據將發生改變，穩定後讀取存入temp } return temp; } /* ** 函數名 : SPI_Write_OneByte ** 返回值 : None ** 參 數 : u8_writedata--SPI寫入的一位元組數據 ** 描 述 : 上升沿寫數據，每次寫入 1 bit */ void SPI_Write_OneByte(uint32_t u8_writedata) { uint32_t i; for(i=0;i<8;i++) { if(u8_writedata & 0x80) //判斷最高位，總是發送最高位 PIN_MOSI_H; //MOSI輸出1，數據總線準備數據1 else PIN_MOSI_L; //MOSI輸出0，數據總線準備數據0 PIN_SCK_H; //上升沿來了(SCK從0-->1)，數據總線上的數據寫入到器件 u8_writedata <<= 1; //左移拋棄已經輸出的最高位 PIN_SCK_L; //拉低SCK信號，初始化為0 } } /* ** 函數名: nRF24L01_WriteReg ** 返回值: None ** 參 數 : (1)uint8 addr--寄存器地址 ** (2)uint8 value--寫入值 ** 說 明 : nRF24L01寄存器寫函數 */ void nRF24L01_WriteReg(uint32_t addr, uint32_t value) { PIN_CSN_L; //CS片選拉低 uSPI_RW_Byte(WRITE_REG_NRF+addr); uSPI_RW_Byte(value); PIN_CSN_H; //CS片選拉高 } /* ** 函數名: nRF24L01_ReadReg ** 返回值: value--讀取寄存器值 ** 參 數 : addr--寄存器地址 ** 說 明 : nRF24L01寄存器讀函數 */ uint32_t nRF24L01_ReadReg(uint8_t addr) { uint8_t value; PIN_CSN_L; //CS片選拉低 uSPI_RW_Byte(READ_REG_NRF+addr); //SPI讀數據 value=uSPI_RW_Byte(0); PIN_CSN_H; //CS片選拉高 return value; }
以下貼出的是SPI_test.h的部分代碼：是對上面的一些定義函數的補充
SPI_test.h #define PIN_CSN_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET) #define PIN_CSN_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET) #define PIN_MISO_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET) #define PIN_MISO_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET) #define PIN_SCK_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_SET) #define PIN_SCK_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_RESET) #define PIN_MOSI_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET) #define PIN_MOSI_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET) #define MISO HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_7) //判斷0或1
最後貼出主函數的調用函數，這裡是用調用HAL庫函數的串口直接發送的方法：如圖
5.輸出結果驗證：
驗證是否讀取到數值，可以直接在示波器看波形，也可以採用直接在串口調試器看。但是個人建議先觀察示波器波形，比較容易找到問題所在。
三、總結：
相對於STM8，在STM32上來調試時，最主要是要注意時鐘配置問題，其他都比較方便，也沒有特別需要注意的問題。有不對的地方可以留言指出或提問。
