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STMicroelectronics 系列：STM32L1 系列_（10）.STM32L1系列SPI通信

STM32L1系列SPI通信

1. SPI通信简介

1.1 SPI通信基本概念

SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步串行通信接口，由摩托罗拉公司开发。SPI允许一个主设备和一个或多个从设备之间进行高速、全双工数据传输。SPI通信通常使用四条线：MISO（Master In Slave Out，主设备输入从设备输出）、MOSI（Master Out Slave In，主设备输出从设备输入）、SCLK（Serial Clock，串行时钟）和CS（Chip Select，片选信号）。

1.2 SPI通信工作模式

SPI通信有四种工作模式，由时钟极性（CPOL）和时钟相位（CPHA）决定：

  • 模式0：CPOL = 0, CPHA = 0

  • 模式1：CPOL = 0, CPHA = 1

  • 模式2：CPOL = 1, CPHA = 0

  • 模式3：CPOL = 1, CPHA = 1

    • 这些模式决定了数据在时钟的上升沿或下降沿进行采样，以及时钟空闲状态为高电平或低电平。

    2. STM32L1系列SPI硬件特性

    2.1 SPI模块概述

    STM32L1系列微控制器内置多个SPI模块，每个模块都支持全双工和半双工通信模式，可以配置为主设备或从设备。SPI模块还支持多种数据格式和通信速率，适用于各种嵌入式应用。

    2.2 SPI引脚配置

    STM32L1系列的SPI模块通常使用以下引脚：

  • MISO：主设备输入从设备输出

  • MOSI：主设备输出从设备输入

  • SCLK：串行时钟

  • NSS：片选信号（也称为CS）

    • 这些引脚可以映射到不同的GPIO端口上，具体映射关系可以在数据手册中找到。

    2.3 SPI时钟配置

    SPI通信的时钟频率由主设备控制，可以通过配置SPI模块的时钟分频器来调整。STM32L1系列的SPI模块支持的最高时钟频率通常为18 MHz。

    
// 配置SPI时钟分频器

void SPI_ConfigClock(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint32_t prescaler) {

    hspi->Instance->CR1 &= ~SPI_CR1_BR; // 清除时钟分频寄存器

    hspi->Instance->CR1 |= (prescaler & SPI_CR1_BR); // 设置新的时钟分频值

}

    2.4 SPI数据格式

    SPI模块支持多种数据格式，包括8位和16位数据传输。数据格式可以通过配置SPI模块的数据帧格式寄存器来设置。

    
// 配置SPI数据格式

void SPI_ConfigDataFormat(SPI_HandleTypeDef *hspi, uint32_t dataFormat) {

    hspi->Instance->CR1 &= ~SPI_CR1_DFF; // 清除数据格式寄存器

    hspi->Instance->CR1 |= (dataFormat & SPI_CR1_DFF); // 设置新的数据格式

}

    3. STM32L1系列SPI软件配置

    3.1 STM32CubeMX配置

    使用STM32CubeMX可以方便地配置SPI模块。以下是配置步骤：

    1. 打开STM32CubeMX并创建一个新的项目。

    2. 选择STM32L1系列的微控制器。

    3. 在“Pinout & Configuration”选项卡中，找到SPI模块并点击配置。

    4. 选择SPI模式（主设备或从设备）、数据格式（8位或16位）、时钟频率等参数。

    5. 生成初始化代码并导入到您的开发环境中。

    3.2 HAL库初始化

    使用STM32 HAL库初始化SPI模块的代码示例如下：

    
// 包含必要的头文件

#include "stm32l1xx_hal.h"



// 定义SPI句柄

SPI_HandleTypeDef hspi1;



// 初始化SPI

void SPI_Init(void) {

    // 配置SPI1的时钟

    __HAL_RCC_SPI1_CLK_ENABLE();



    // 配置SPI1的GPIO

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7; // SPI1 SCLK, MISO, MOSI

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF0_SPI1;

    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);



    // 配置SPI1的NSS引脚

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_4; // SPI1 NSS

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);



    // 配置SPI1

    hspi1.Instance = SPI1;

    hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;

    hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;

    hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;

    hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;

    hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;

    hspi1.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;

    hspi1.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_2;

    hspi1.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;

    hspi1.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;

    hspi1.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;

    hspi1.Init.CRCPolynomial = 10;

    if (HAL_SPI_Init(&hspi1) != HAL_OK) {

        // 初始化失败处理

        Error_Handler();

    }

}



// 错误处理函数

void Error_Handler(void) {

    // 错误处理代码

    while (1) {

        // 无限循环等待

    }

}

    3.3 SPI数据传输

    使用HAL库进行SPI数据传输的代码示例如下：

    
// 发送8位数据

void SPI_Send8BitData(uint8_t data) {

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); // 使能NSS信号

    if (HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &data, 1, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {

        // 发送失败处理

        Error_Handler();

    }

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET); // 禁用NSS信号

}



// 接收8位数据

uint8_t SPI_Receive8BitData(void) {

    uint8_t data;

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); // 使能NSS信号

    if (HAL_SPI_Receive(&hspi1, &data, 1, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {

        // 接收失败处理

        Error_Handler();

    }

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET); // 禁用NSS信号

    return data;

}



// 发送和接收8位数据

void SPI_Transfer8BitData(uint8_t *txData, uint8_t *rxData, uint16_t size) {

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); // 使能NSS信号

    if (HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, txData, rxData, size, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {

        // 传输失败处理

        Error_Handler();

    }

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET); // 禁用NSS信号

}

    3.4 SPI中断配置

    使用中断进行SPI数据传输可以提高系统的响应速度。以下是配置SPI中断的代码示例：

    
// 配置SPI中断

void SPI_ConfigInterrupt(void) {

    // 使能SPI1中断

    HAL_NVIC_SetPriority(SPI1_IRQn, 0, 0);

    HAL_NVIC_EnableIRQ(SPI1_IRQn);

}



// SPI中断处理函数

void SPI1_IRQHandler(void) {

    HAL_SPI_IRQHandler(&hspi1);

}



// SPI传输完成回调函数

void HAL_SPI_TxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi) {

    // 传输完成处理

    if (hspi->Instance == SPI1) {

        // 例如，启动下一个传输

        SPI_Send8BitData(0x55);

    }

}



// SPI接收完成回调函数

void HAL_SPI_RxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi) {

    // 接收完成处理

    if (hspi->Instance == SPI1) {

        // 例如，处理接收到的数据

        uint8_t receivedData = SPI_Receive8BitData();

        // 处理接收到的数据

    }

}

    3.5 DMA配置

    使用DMA进行SPI数据传输可以进一步提高传输效率。以下是配置SPI DMA的代码示例：

    
// 包含必要的头文件

#include "stm32l1xx_hal.h"

#include "stm32l1xx_hal_spi.h"



// 定义SPI句柄

SPI_HandleTypeDef hspi1;

DMA_HandleTypeDef hdma_spi1_tx;

DMA_HandleTypeDef hdma_spi1_rx;



// 初始化SPI和DMA

void SPI_InitDMA(void) {

    // 配置SPI1的时钟

    __HAL_RCC_SPI1_CLK_ENABLE();

    __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();



    // 配置SPI1的GPIO

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7; // SPI1 SCLK, MISO, MOSI

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF0_SPI1;

    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);



    // 配置SPI1的NSS引脚

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_4; // SPI1 NSS

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);



    // 配置SPI1

    hspi1.Instance = SPI1;

    hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;

    hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;

    hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;

    hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;

    hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;

    hspi1.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;

    hspi1.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_2;

    hspi1.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;

    hspi1.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;

    hspi1.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;

    hspi1.Init.CRCPolynomial = 10;

    if (HAL_SPI_Init(&hspi1) != HAL_OK) {

        // 初始化失败处理

        Error_Handler();

    }



    // 配置DMA

    __HAL_LINKDMA(&hspi1, hdmarx, hdma_spi1_rx);

    __HAL_LINKDMA(&hspi1, hdmatx, hdma_spi1_tx);



    // 配置DMA通道

    hdma_spi1_rx.Instance = DMA1_Channel2;

    hdma_spi1_rx.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;

    hdma_spi1_rx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;

    hdma_spi1_rx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;

    hdma_spi1_rx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;

    hdma_spi1_rx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;

    hdma_spi1_rx.Init.Mode = DMA_NORMAL;

    hdma_spi1_rx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;

    if (HAL_DMA_Init(&hdma_spi1_rx) != HAL_OK) {

        // 初始化失败处理

        Error_Handler();

    }



    hdma_spi1_tx.Instance = DMA1_Channel3;

    hdma_spi1_tx.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH;

    hdma_spi1_tx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;

    hdma_spi1_tx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;

    hdma_spi1_tx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;

    hdma_spi1_tx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;

    hdma_spi1_tx.Init.Mode = DMA_NORMAL;

    hdma_spi1_tx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;

    if (HAL_DMA_Init(&hdma_spi1_tx) != HAL_OK) {

        // 初始化失败处理

        Error_Handler();

    }



    // 使能DMA中断

    HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel2_IRQn, 0, 0);

    HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel2_IRQn);

    HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel3_IRQn, 0, 0);

    HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel3_IRQn);



    // 使能SPI DMA传输

    __HAL_SPI_ENABLE_DMA(&hspi1, SPI_DMA_TX | SPI_DMA_RX);

}



// DMA传输完成回调函数

void HAL_SPI_TxRxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi) {

    // 传输完成处理

    if (hspi->Instance == SPI1) {

        // 例如，处理传输完成后的数据

        uint8_t receivedData[10];

        // 处理接收到的数据

    }

}



// DMA1传输完成中断处理函数

void DMA1_Channel2_IRQHandler(void) {

    HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_spi1_rx);

}



// DMA1传输完成中断处理函数

void DMA1_Channel3_IRQHandler(void) {

    HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_spi1_tx);

}

    3.6 SPI通信实例

    3.6.1 主设备发送数据到从设备
    
// 发送数据到从设备

void SPI_MasterTx(void) {

    uint8_t txData[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04};

    uint8_t rxData[4];



    SPI_InitDMA(); // 初始化SPI和DMA



    // 发送数据

    if (HAL_SPI_TransmitReceive_DMA(&hspi1, txData, rxData, 4) != HAL_OK) {

        // 传输失败处理

        Error_Handler();

    }



    // 等待传输完成

    while (HAL_SPI_GetState(&hspi1) != HAL_SPI_STATE_READY) {

        // 等待

    }



    // 处理接收到的数据

    for (int i = 0; i < 4; i++) {

        // 处理rxData[i]

    }

}
    3.6.2 从设备接收数据
    
// 从设备接收数据

void SPI_SlaveRx(void) {

    uint8_t rxData[4];



    SPI_InitDMA(); // 初始化SPI和DMA



    // 接收数据

    if (HAL_SPI_Receive_DMA(&hspi1, rxData, 4) != HAL_OK) {

        // 接收失败处理

        Error_Handler();

    }



    // 等待接收完成

    while (HAL_SPI_GetState(&hspi1) != HAL_SPI_STATE_READY) {

        // 等待

    }



    // 处理接收到的数据

    for (int i = 0; i < 4; i++) {

        // 处理rxData[i]

    }

}

    4. STM32L1系列SPI应用实例

    4.1 与外部SPI从设备通信

    4.1.1 读取外部SPI从设备的数据
    
// 读取外部SPI从设备的数据

void SPI_ReadExternalDevice(uint8_t *rxData, uint16_t size) {

    uint8_t txData[size]; // 用于发送的虚拟数据

    for (int i = 0; i < size; i++) {

        txData[i] = 0x00; // 可以根据需要设置虚拟数据

    }



    SPI_InitDMA(); // 初始化SPI和DMA



    // 发送和接收数据

    if (HAL_SPI_TransmitReceive_DMA(&hspi1, txData, rxData, size) != HAL_OK) {

        // 传输失败处理

        Error_Handler();

    }



    // 等待传输完成

    while (HAL_SPI_GetState(&hspi1) != HAL_SPI_STATE_READY) {

        // 等待

    }



    // 处理接收到的数据

    for (int i = 0; i < size; i++) {

        // 处理rxData[i]

    }

}
    4.1.2 写入数据到外部SPI从设备
    
// 写入数据到外部SPI从设备

void SPI_WriteExternalDevice(uint8_t *txData, uint16_t size) {

    uint8_t rxData[size]; // 用于接收的虚拟数据



    SPI_InitDMA(); // 初始化SPI和DMA



    // 发送和接收数据

    if (HAL_SPI_TransmitReceive_DMA(&hspi1, txData, rxData, size) != HAL_OK) {

        // 传输失败处理

        Error_Handler();

    }



    // 等待传输完成

    while (HAL_SPI_GetState(&hspi1) != HAL_SPI_STATE_READY) {

        // 等待

    }



    // 处理接收到的数据

    for (int i = 0; i < size; i++) {

        // 处理rxData[i]

    }

}

    4.2 SPI通信调试技巧

    4.2.1 使用逻辑分析仪

    逻辑分析仪是调试SPI通信的有效工具。它可以捕获SPI通信的波形，帮助您验证时钟和数据信号的正确性。连接逻辑分析仪的探针到SPI的SCLK、MISO、MOSI和NSS引脚，您可以观察到实际的通信波形。这有助于识别信号时序问题、噪声干扰或其他通信错误。

    4.2.2 使用串行终端

    如果您的SPI从设备支持串行通信，可以使用串行终端（如PUTTY或Tera Term）来调试。通过串行终端，您可以发送命令或数据到从设备，并查看从设备的响应。这有助于验证数据传输的正确性和从设备的工作状态。

    4.3 示例应用：与SPI Flash存储器通信

    4.3.1 初始化SPI Flash
    
// 初始化SPI Flash

void SPI_Flash_Init(void) {

    // 初始化SPI

    SPI_Init();



    // 发送复位命令

    uint8_t resetCmd = 0x66; // 复位命令

    if (HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &resetCmd, 1, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {

        Error_Handler();

    }



    // 读取状态寄存器

    uint8_t statusCmd = 0x05; // 读取状态寄存器命令

    uint8_t statusData;

    if (HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, &statusCmd, &statusData, 1, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {

        Error_Handler();

    }



    // 检查状态寄存器

    if (statusData != 0x00) {

        // 状态寄存器错误处理

        Error_Handler();

    }

}
    4.3.2 读取SPI Flash数据
    
// 读取SPI Flash数据

void SPI_Flash_Read(uint32_t address, uint8_t *rxData, uint16_t size) {

    uint8_t cmd[4];

    cmd[0] = 0x03; // 读取命令

    cmd[1] = (address >> 16) & 0xFF; // 高字节

    cmd[2] = (address >> 8) & 0xFF; // 中字节

    cmd[3] = address & 0xFF; // 低字节



    SPI_InitDMA(); // 初始化SPI和DMA



    // 发送读取命令和地址

    if (HAL_SPI_Transmit(&hspi1, cmd, 4, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {

        Error_Handler();

    }



    // 接收数据

    if (HAL_SPI_Receive_DMA(&hspi1, rxData, size) != HAL_OK) {

        Error_Handler();

    }



    // 等待接收完成

    while (HAL_SPI_GetState(&hspi1) != HAL_SPI_STATE_READY) {

        // 等待

    }

}
    4.3.3 写入数据到SPI Flash
    
// 写入数据到SPI Flash

void SPI_Flash_Write(uint32_t address, uint8_t *txData, uint16_t size) {

    uint8_t cmd[4];

    cmd[0] = 0x02; // 写入命令

    cmd[1] = (address >> 16) & 0xFF; // 高字节

    cmd[2] = (address >> 8) & 0xFF; // 中字节

    cmd[3] = address & 0xFF; // 低字节



    SPI_InitDMA(); // 初始化SPI和DMA



    // 发送写入命令和地址

    if (HAL_SPI_Transmit(&hspi1, cmd, 4, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {

        Error_Handler();

    }



    // 发送数据

    if (HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi1, txData, size) != HAL_OK) {

        Error_Handler();

    }



    // 等待传输完成

    while (HAL_SPI_GetState(&hspi1) != HAL_SPI_STATE_READY) {

        // 等待

    }



    // 等待SPI Flash写入完成

    while (SPI_Flash_isBusy()) {

        // 等待

    }

}



// 检查SPI Flash是否忙

uint8_t SPI_Flash_isBusy(void) {

    uint8_t statusCmd = 0x05; // 读取状态寄存器命令

    uint8_t statusData;



    // 读取状态寄存器

    if (HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, &statusCmd, &statusData, 1, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {

        Error_Handler();

    }



    // 检查WIP位（写入进行位）

    return (statusData & 0x01) ? 1 : 0;

}

    4.4 示例应用：与SPI ADC通信

    4.4.1 初始化SPI ADC
    
// 初始化SPI ADC

void SPI_ADC_Init(void) {

    // 初始化SPI

    SPI_Init();



    // 配置ADC的片选引脚

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10; // 假设ADC的NSS引脚连接到PA10

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);



    // 使能NSS信号

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_SET);

}
    4.4.2 读取ADC数据
    
// 读取ADC数据

uint16_t SPI_ADC_Read(void) {

    uint16_t rxData;



    // 使能NSS信号

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_RESET);



    // 发送读取命令

    uint8_t readCmd = 0x01; // 读取命令

    if (HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &readCmd, 1, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {

        Error_Handler();

    }



    // 接收数据

    if (HAL_SPI_Receive(&hspi1, (uint8_t *)&rxData, 2, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {

        Error_Handler();

    }



    // 禁用NSS信号

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_SET);



    return rxData;

}
    4.4.3 写入ADC配置
    
// 写入ADC配置

void SPI_ADC_WriteConfig(uint8_t config) {

    // 使能NSS信号

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_RESET);



    // 发送写入命令

    uint8_t writeCmd = 0x02; // 写入命令

    if (HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &writeCmd, 1, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {

        Error_Handler();

    }



    // 发送配置数据

    if (HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &config, 1, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {

        Error_Handler();

    }



    // 禁用NSS信号

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_SET);

}

    4.5 示例应用：与SPI OLED显示屏通信

    4.5.1 初始化SPI OLED显示屏
    
// 初始化SPI OLED显示屏

void SPI_OLED_Init(void) {

    // 初始化SPI

    SPI_Init();



    // 配置OLED的片选引脚

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11; // 假设OLED的NSS引脚连接到PA11

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);



    // 配置OLED的数据/命令选择引脚

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12; // 假设OLED的D/C引脚连接到PA12

    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);



    // 使能NSS信号

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_11, GPIO_PIN_SET);



    // 发送初始化命令

    uint8_t initCmds[] = {

        0xAE, // 关闭显示

        0x20, // 设置内存模式

        0x00, // 0x00水平地址模式

        0xA1, // 设置段重映射

        0xC8, // 设置COM输出扫描方向

        0xA8, // 设置多重复用比率

        0x3F, // 1/64复用

        0xD3, // 设置显示偏移

        0x00, // 无偏移

        0xD5, // 设置显示时钟分频

        0x80, // 时钟频率

        0xD9, // 设置预充电周期

        0xF1, // 预充电周期

        0xDA, // 设置COM引脚硬件配置

        0x12, // 交替COM配置

        0xDB, // 设置VCOMH去耦

        0x40, // VCOMH去耦

        0x8D, // 开启电荷泵

        0x14, // 开启电荷泵

        0xAF   // 打开显示

    };



    // 发送初始化命令

    for (int i = 0; i < sizeof(initCmds); i++) {

        SPI_OLED_SendCommand(initCmds[i]);

    }

}



// 发送命令到OLED

void SPI_OLED_SendCommand(uint8_t cmd) {

    // 选择命令模式

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_RESET);



    // 使能NSS信号

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_11, GPIO_PIN_RESET);



    // 发送命令

    if (HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &cmd, 1, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {

        Error_Handler();

    }



    // 禁用NSS信号

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_11, GPIO_PIN_SET);

}



// 发送数据到OLED

void SPI_OLED_SendData(uint8_t *data, uint16_t size) {

    // 选择数据模式

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET);



    // 使能NSS信号

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_11, GPIO_PIN_RESET);



    // 发送数据

    if (HAL_SPI_Transmit(&hspi1, data, size, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK) {

        Error_Handler();

    }



    // 禁用NSS信号

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_11, GPIO_PIN_SET);

}

    4.6 总结

    通过以上示例，您可以了解如何在STM32L1系列微控制器上使用SPI模块进行通信。无论是与外部存储器、ADC还是OLED显示屏通信，关键步骤都包括初始化SPI模块、配置引脚、设置时钟和数据格式，以及使用中断或DMA进行高效的数据传输。调试时，可以使用逻辑分析仪和串行终端来帮助验证通信的正确性。

    作者：kkchenkx

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