Режим ведущего

В примере будет проведена настройка SPI в режиме ведущего. Ведущий будет читать и передавать 12 байт.

Работа с конфигуратором (В разработке)

Для начала настроем в конфигураторе тактирование mik32, например, от внешнего кварца 32МГц. Затем настроем делители шины. Так как SPI тактируется от шины APB_P_CLK, то зададим делитель AHB_DIV и APB_P_CLK. В данном примере оставим делитель по умолчанию. В итоге вкладка с тактированием должна выглядеть так:

(Картинка тактирования из конфигуратора. В работе)

Затем перейдем к настройке самого SPI. Для этого откроем вкладку интерфейсы, выберем SPI и зададим режим работы ведомый. После этого появятся несколько настроек.

Зададим им следующие значения:

• Делитель частоты - 64;
• Фаза тактового сигнала - Тактовая частота неактивна вне слова;
• Полярность тактового сигнала вне слова - Тактовый сигнал удерживается на низком уровне;
• Длина передаваемой посылки - 8 бит;
• Периферийный декодер - Выбор 1 из 4 устройств;
• Режим управления сигналом выбора ведомого - Автоматический;
• Ведомый - Устройство 1.

В итоге настройки SPI в конфигураторе должны выглядеть как на рисунке.

Нажимаем кнопку сохранения и генерации. В итоге у нас появится проект для PlatformIo. Далее работа идет в visual studio code.

Использование библиотеки HAL_SPI

В сгенерированном проекте в файле main.c должна быть функция SPI0_Init, в которой будут заданы настройки для SPI. Выглядит она так:

static void SPI0_Init(void)
{
    hspi0.Instance = SPI_0;

    /* Режим SPI */
    hspi0.Init.SPI_Mode = HAL_SPI_MODE_MASTER;

    /* Настройки */    
    hspi0.Init.BaudRateDiv = SPI_BAUDRATE_DIV64;                    
    hspi0.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_ON;            
    hspi0.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;         
    hspi0.Init.Decoder = SPI_DECODER_NONE;
    hspi0.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BITS;  

    /* Натсройки для ведущего */
    hspi0.Init.ManualCS = SPI_MANUALCS_OFF;     /* Настройки ручного режима управления сигналом CS */
    hspi0.ChipSelect = SPI_CS_0;                /* Выбор ведомого устройства в автоматическом режиме управления CS */

    HAL_SPI_Init(&hspi0);

}

Кроме этого в функции SystemClock_Config приведены настройки для тактирования. Убедитесь что в PeriphClkInit.PMClockAPB_P присутствует PM_CLOCK_SPI_0_M. Сама функция должна выглядеть примерно так:

void SystemClock_Config(void)
{
    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInit = {0};
    RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};

    RCC_OscInit.OscillatorEnable = RCC_OSCILLATORTYPE_OSC32K | RCC_OSCILLATORTYPE_OSC32M;   
    RCC_OscInit.OscillatorSystem = RCC_OSCILLATORTYPE_OSC32M;                          
    RCC_OscInit.AHBDivider = 0;                             
    RCC_OscInit.APBMDivider = 0;                             
    RCC_OscInit.APBPDivider = 0;                             
    RCC_OscInit.HSI32MCalibrationValue = 0;                  
    RCC_OscInit.LSI32KCalibrationValue = 0;
    HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInit);

    PeriphClkInit.PMClockAHB = PMCLOCKAHB_DEFAULT;    
    PeriphClkInit.PMClockAPB_M = PMCLOCKAPB_M_DEFAULT | PM_CLOCK_WU_M;     
    PeriphClkInit.PMClockAPB_P = PMCLOCKAPB_P_DEFAULT | PM_CLOCK_UART_0_M | PM_CLOCK_SPI_0_M;
    PeriphClkInit.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_NO_CLK;
    PeriphClkInit.RTCClockCPUSelection = RCC_RTCCLKCPUSOURCE_NO_CLK;
    HAL_RCC_ClockConfig(&PeriphClkInit);
}

Для демонстрации вывода текста в PeriphClkInit.PMClockAPB_P присутствует PM_CLOCK_UART_0_M. У вас его может не быть так как UART нужно включить отдельно. Для этого нужно подключить библиотеки uart_lib и xprintf:

#include "mik32_hal_rcc.h"
#include "mik32_hal_spi.h"

#include "uart_lib.h"
#include "xprintf.h"

Для инициализации UART в функции main после функции тактирования SystemClock_Config следует написать

UART_Init(UART_0, 3333, UART_CONTROL1_TE_M | UART_CONTROL1_M_8BIT_M, 0, 0);

Скорость UART задается делителем во втором аргументе функции. При такой записи скорость будет 9600 бод.

В начале main.c можно видеть объявление структуры с набором настроек для SPI, которую использует функция инициализации SPI0_Init.

SPI_HandleTypeDef hspi0;

void SystemClock_Config(void);
static void SPI0_Init(void);

Создадим в функции main массив master_output, который будет содержать в себе 12 байт, которые ведущий будет отправлять ведомому. Создадим массив maser_input такого же размера как и master_output для принятых данных.

Обмен данными запускается с помощью функции HAL_SPI_Exchange. Функция main

int main()
{    

    SystemClock_Config();

    UART_Init(UART_0, 3333, UART_CONTROL1_TE_M | UART_CONTROL1_M_8BIT_M, 0, 0);
    
    SPI0_Init();

    uint8_t master_output[] = {0xA0, 0xA1, 0xA2, 0xA3, 0xA4, 0xA5, 0xA6, 0xA7, 0xA8, 0xA9, 0xB0, 0xB1};
    uint8_t master_input[sizeof(master_output)];

    while (1)
    {    
        /* Передача и прием данных */
        HAL_SPI_Exchange(&hspi0, master_output, master_input, sizeof(master_output));

        /* Вывод принятый данных и обнуление массива master_input */
        for(uint32_t i = 0; i < sizeof(master_input); i++)
        {
            xprintf("master_input[%d] = 0x%02x\n", i, master_input[i]);
            master_input[i] = 0;
        }

        for (volatile int i = 0; i < 1000000; i++);
    }
       
}

В данном примере ведущая плата общается по SPI с ведомой платой, которая запрограммирована как в примере "Режим ведомого". То есть ведомый должен прислать ведущему следующий набор байт: 0xB0, 0xB1, 0xB2, 0xB3, 0xB4, 0xB5, 0xB6, 0xB7, 0xB8, 0xB9, 0xC0, 0xC1. Для того чтобы в этом убедиться, ведущий пишет принятые байты в UART. Вывод UART изображен на рисунке.

Вывод ведущего в UART

Вывод логического анализатора

Вывод логического анализатора. Посылка 3 байта

Вывод логического анализатора можно видеть на рисунке.

Посылка больше 8 бит

На выводе логического анализатора можно видеть как сигнал CS переходит в неактивное состояние между байтами. Для того чтобы этого не было можно увеличить число байт в посылке. Есть 4 вида длины посылки:

• 8 бит (1 байт);
• 16 бит (2 байта);
• 24 бита (3 байта);
• 32 бита (4 байта).

Будем отправлять наши 12 байт посылками по 3 байта. Для этого в функции SPI0_Init нужно присвоить значение настройке DataSize равное SPI_DATASIZE_24BITS. Функция SPI0_Init

static void SPI0_Init(void)
{
    hspi0.Instance = SPI_0;

    /* Режим SPI */
    hspi0.Init.SPI_Mode = HAL_SPI_MODE_MASTER;

    /* Настройки */    
    hspi0.Init.BaudRateDiv = SPI_BAUDRATE_DIV64;                    
    hspi0.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_ON;            
    hspi0.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;         
    hspi0.Init.Decoder = SPI_DECODER_NONE;
    hspi0.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_24BITS;  

    /* Натсройки для ведущего */
    hspi0.Init.ManualCS = SPI_MANUALCS_OFF;     /* Настройки ручного режима управления сигналом CS */
    hspi0.ChipSelect = SPI_CS_0;                /* Выбор ведомого устройства в автоматическом режиме управления CS */

    HAL_SPI_Init(&hspi0);

}

У ведомого все настройки (CLKPhase, CLKPolarity, DataSize ) должны совпадать с настройками ведущего.

Вывод логического анализатора можно видеть на рисунке. Теперь сигнал CS становится неактивным только после каждого третьего байта.