单片机SPI通信协议实践

引言

SPI（Serial Peripheral Interface）是一种常用的串行通信协议，广泛应用于单片机和外设之间的通信。本篇博客将通过一个具体的例子，介绍如何在单片机上实现SPI通信协议，并进行外设扩展。

SPI通信协议简介

SPI通信协议主要由4个信号线组成：

• SCLK：时钟信号，用于驱动数据传输的时钟。
• MOSI：主设备输出从设备输入，用于主设备向从设备发送数据。
• MISO：主设备输入从设备输出，用于从设备向主设备发送数据。
• SS：片选信号，用于选择从设备与主设备进行通信。

在SPI通信中，主设备是通信的主动发起者，从设备是被动接收者。主设备通过控制时钟信号和片选信号，与从设备进行数据的发送和接收。SPI通信的数据传输是全双工的，即主设备和从设备可以同时进行数据的发送和接收。

SPI外设扩展

SPI通信协议可以被用于连接各种外设，如存储器、传感器、显示器等。在这里，我们选择一个常用的外设——SPI EEPROM（串行EEPROM）来扩展我们的单片机应用。

SPI EEPROM简介

SPI EEPROM是一种通过SPI接口进行通信的电子存储器，常用于存储小量的非易失性数据。SPI EEPROM具有较小的封装尺寸和低功耗特性，适合用于嵌入式系统。

SPI EEPROM的通信流程如下：

1. 主设备向SPI EEPROM发送读取或写入命令，并写入目标地址。
2. SPI EEPROM接收并解析命令和地址，并准备好数据。
3. 主设备通过SPI接收到SPI EEPROM发送的数据（读取操作）或向SPI EEPROM发送数据（写入操作）。

单片机实践

在这个实践中，我们将使用STM32F103单片机来实现SPI通信协议并扩展SPI EEPROM。

硬件准备

• STM32F103开发板
• SPI EEPROM（如AT25系列）
• 杜邦线

软件准备

• STM32CubeIDE开发环境

步骤

1. 连接外设：将SPI EEPROM与STM32F103开发板连接，连接SCLK、MOSI、MISO和SS引脚。
2. 配置STM32F103：在STM32CubeIDE中创建一个新的工程并选择相应的单片机型号。使用STM32CubeMX配置SPI外设。配置SCLK、MOSI、MISO和SS引脚，并设置SPI模式为主设备模式。设置时钟分频系数，波特率等参数。
3. 编写代码：在main函数中初始化SPI外设并设置相关寄存器。编写读写函数，用于与SPI EEPROM进行通信。编写主程序，在循环中进行读写操作，并将结果打印到终端。
4. 烧录程序：将编写好的程序烧录到STM32F103开发板上。
5. 运行程序：将开发板上的SPI EEPROM与电脑等连接，通过终端查看读取和写入操作的结果。

结论

通过本篇博客的实践，我们成功地实现了SPI通信协议，并扩展了一个外设——SPI EEPROM。SPI通信协议在单片机应用中具有广泛应用，可以与各种外设进行可靠的通信。希望本篇博客对你理解SPI通信协议以及扩展外设的过程有所帮助。

参考资料：

1. STM32F103参考手册
2. AT25系列SPI EEPROM数据手册

本文来自极简博客，作者：时光旅者，转载请注明原文链接：单片机SPI通信协议实践