C语言SPI通信详解及SPI_STR函数实现101

SPI (Serial Peripheral Interface) 是一种同步串行通信接口，广泛应用于各种微控制器和外围设备之间的数据传输。它以其全双工、高速、灵活的特点，成为许多嵌入式系统中不可或缺的一部分。本文将深入探讨C语言中SPI通信的原理，并重点讲解一个自定义函数SPI_STR的实现，该函数用于简化SPI数据传输过程，提高代码的可读性和可维护性。

SPI通信原理

SPI通信使用四条线进行数据传输：SCLK (串行时钟)、MOSI (主设备输出从设备输入)、MISO (主设备输入从设备输出) 和 CS (片选)。 CS线用于选择具体的从设备，当CS线为低电平时，该从设备被选中，数据传输开始；当CS线为高电平时，该从设备被取消选中。数据在SCLK时钟的同步下，通过MOSI线从主设备发送到从设备，同时从MISO线接收从设备发送的数据。

SPI通信具有多种工作模式，主要区别在于数据采样的时钟边沿和数据传输的顺序。不同的SPI设备可能需要不同的工作模式，因此在进行SPI通信之前，必须正确配置SPI的工作模式。

SPI寄存器配置

在使用SPI通信之前，需要先配置微控制器的SPI寄存器。这些寄存器通常包括：SPI控制寄存器（控制SPI的工作模式、时钟频率等）、SPI数据寄存器（用于发送和接收数据）。具体的寄存器名称和配置方法取决于所使用的微控制器型号。例如，在许多STM32微控制器中，需要配置SPIx_CR1、SPIx_CR2等寄存器。

以下是一些典型的SPI寄存器配置代码片段（基于STM32）：```c
#include "stm32f10x.h"
void SPI_Config(void) {
// Enable SPI1 clock
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);
// SPI1 Configuration
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex; // 全双工模式
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master; // 主设备模式
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // 8位数据
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low; // 时钟极性低
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge; // 时钟相位第一沿采样
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft; // 软件片选
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_8; // 时钟分频
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; // 高位优先
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
// Enable SPI1
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
}
```

自定义函数SPI_STR实现

为了简化SPI数据传输过程，我们编写一个自定义函数SPI_STR，该函数接收一个字符串作为输入，将其转换为字节数组，并通过SPI接口发送到从设备。同时，该函数还负责接收从设备返回的数据。```c
#include
void SPI_STR(char *str) {
uint8_t len = strlen(str);
uint8_t tx_data[len];
uint8_t rx_data[len];
// 将字符串转换为字节数组
strcpy((char*)tx_data, str);
// 发送数据
for (uint8_t i = 0; i < len; i++) {
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET); // 等待发送缓冲区空
SPI_I2S_SendData(SPI1, tx_data[i]);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET); // 等待接收缓冲区非空
rx_data[i] = SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
}
// 处理接收到的数据 (例如，打印接收到的数据)
printf("Received data: %s", rx_data);
}
```