基于单片机实现SPI主从机双机通信_单片机连接多个spi通信设备

基于单片机实现SPI主从机双机通信

      最近因为需要，做了一下基于单片机的SPI主从机通信，实现了两块MCU芯片的数据通信，特此记录。

1、SPI通信概述

      首先了解下SPI通信，SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写。是 Motorola 公司推出的一种同步串行接口技术，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。

      SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时），这四根线分别是MISO、MOSI、SCLK、CS。

2、SPI关键参数指标

      对于SPI通信来说，以下几个参数，需要重点关注，它们决定了SPI的数据传输方式。

1）、主从机工作模式

      芯片既可以配置为主机模式，也可以配置为从机模式，具体模式还有多种分类：

Full-Duplex Master：全双工主模式
Full-Duplex SlaveHalf-Duplex Master：全双工从模式
Half-Duplex Master：半双工主模式
Half-Duplex Slave：半双工从模式
Receive Only Master：仅接收主模式
Receive Only Slave：仅接收从模式
Transmit Only Master：仅发送主模式
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2）、主从机通信模式

      SPI通信有4种不同的模式，作为主从机通信，我们的通信双方必须是工作在同一模式下，所以我们可以对我们的主设备的SPI模式进行配置，通过CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位）来控制我们主设备的通信模式，具体如下：

      其中，极性（CPOL）决定开始的高低电平，相位（CPHA）决定数据采集的上升沿还是下降沿。

3）、通信传输过程

      这里有几个点一定要掌握，发送缓冲器、接收缓冲器和移位寄存器。其中主机通信时，将数据放到发送缓冲器，如果移位寄存器为空，那就复制给移位寄存器，接着随着时钟SCK信号，依次向外发送数据，发送完成后，移位寄存器将当前数据复制给接收缓冲器，实现数据接收。

      有了以上概念，我们就可以开始主从机软件编程了

3、SPI主从机软件编写

1）、主机通信

      主机作为数据传输的发起方，周期性发送固定字节数据给从机。我这里采用了循环发送方式。发送完后，为了读取从机数据，又继续发送固定字节空数据给从机，同时读取从机上的数据。

//写数据
for(i=0;i<sizeof(sendBuf);i++)
 {
     recvBuf[i] = spi_flash_send_read_byte(sendBuf[i]);
     DelayUs(100);
 }
 //读数据
 for(i=0;i<sizeof(sendBuf);i++)
 {
     recvBuf[i] = spi_flash_send_read_byte(0);
     DelayUs(100);
 }
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      以下为主机数据发送波形

2）、从机通信

      由于从机接收是被动接收，考虑到时间不确定性， 我们采用的SPI接收中断方式
      LL_SPI_EnableIT_RXNE(SPI1)
      以下为从机在中断中所做的处理：从机在接收完主机发送前一半数据后，后一半接收数据的同时，会应答发送从机侧的数据。

void SPI1_IRQHandler(void)
{ 
    if(LL_SPI_IsActiveFlag_RXNE(SPI1)==SET)
    {
        //接收数据
        if(recvCnt<SPI_BUF_LEN)   
        {
            recvData[recvCnt] = spi_flash_readByte();
            spi_flash_sendByte(0X00);
        }
        //发送数据
        else
        {
            spi_flash_readByte();
            spi_flash_sendByte(sendData[recvCnt%20]);   
        } 
        recvCnt++;
        if(recvCnt>=SPI_BUF_LEN*2)
        {
            recvCnt = 0; 
        }
    }  
    if(LL_SPI_IsActiveFlag_TXE(SPI1)==SET)
	{
		recvCnt = 0; 
	}
}
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      以下为从机应答波形：

4、通信数据仿真验证

      通过仿真数据分析查看，主从机都能正常收发数据