【极海APM32替代笔记】HAL库中的SPI传输（可利用中断或DMA进行连续传输）

SPI 是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是Motorola(摩托罗拉)首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。

SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。

SPI分为主、从两种模式，一个SPI通讯系统需要包含一个（且只能是一个）主设备，一个或多个从设备。提供时钟的为主设备（Master），接收时钟的设备为从设备（Slave），SPI接口的读写操作，都是由主设备发起。当存在多个从设备时，通过各自的片选信号进行管理。

SPI是全双工且SPI没有定义速度限制，一般的实现通常能达到甚至超过10 Mbps

SPI接口一般使用四条信号线通信： SDI（数据输入），SDO（数据输出），SCK（时钟），CS（片选）

MISO： 主设备输入/从设备输出引脚。该引脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据。 MOSI： 主设备输出/从设备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据，在从模式下接收数据。 SCLK：串行时钟信号，由主设备产生。 CS/SS：从设备片选信号，由主设备控制。它的功能是用来作为“片选引脚”，也就是选择指定的从设备，让主设备可以单独地与特定从设备通讯，避免数据线上的冲突。 硬件上为4根线。

四线SPI可以同时发送和接收数据

另外，还有一种三线SPI，即SCLK、CS、DIO，通过DIO一条线实现MISO和MOSI的功能，三线SPI同时发送或接收

SPI协议可以一对多传输 拉低哪个CS就同哪个芯片通信

根据时钟极性（CPOL）及相位（CPHA）不同，SPI有四种工作模式。 时钟极性(CPOL)定义了时钟空闲状态电平：

CPOL=0为时钟空闲时为低电平 CPOL=1为时钟空闲时为高电平 时钟相位(CPHA)定义数据的采集时间。

CPHA=0:在时钟的第一个跳变沿（上升沿或下降沿）进行数据采样。 CPHA=1:在时钟的第二个跳变沿（上升沿或下降沿）进行数据采样。

传输一个字节 如图为传输一个24位的数据 在此期间片选SYNC一直为拉低的

这是一般情况的配置 SPI配置中设置数据长度为8bit,MSB先输出分频为64分频，则波特率为125KBits/s。其他为默认设置。 Motorla格式，CPOL设置为Low,CPHA设置为第二个边沿。不开启CRC检验，NSS为软件控制。 （CPOL=0，CPHA=1）

CRC根据设备需求来 NSS片选这里选择的是软件片选（GPIO设置为输出，由GPIO控制拉高拉低） 之所以推荐这个配置 后面会详细说明 CPOL和CPHA根据芯片来定 工作模式选择全双工

有主机模式全双工/半双工 从机模式全双工/半双工 只接收主机模式/只接收从机模式 只发送主机模式

在stm32f1xx_hal_spi.h头文件中可以看到spi的操作函数。分别对应轮询，中断和DMA三种控制方式。 轮询： 最基本的发送接收函数，就是正常的发送数据和接收数据（阻塞） 中断： 在SPI发送或者接收完成的时候，会进入SPI回调函数，用户可以编写回调函数，实现设定功能（非阻塞） DMA： DMA传输SPI数据（非阻塞）

利用SPI接口发送和接收数据主要调用以下两个函数：

SPI发送数据函数：

参数:

*hspi: 选择SPI1/2，比如&hspi1，&hspi2 *pData ： 需要发送的数据，可以为数组 Size： 发送数据的字节数，1 就是发送一个字节数据 Timeout： 超时时间，就是执行发送函数最长的时间，超过该时间自动退出发送函数 SPI接收数据函数：

参数:

*hspi: 选择SPI1/2，比如&hspi1，&hspi2 *pData ： 接收发送过来的数据的数组 Size： 接收数据的字节数，1 就是接收一个字节数据 Timeout： 超时时间，就是执行接收函数最长的时间，超过该时间自动退出接收函数 SPI接收回调函数：

当SPI上接收出现了 CommSize个字节的数据后，中断函数会调用SPI回调函数：

用户可以重新定义回调函数，编写预定功能即可，在接收完成之后便会进入回调函数

另外，最常用又最方便的是：

此函数可以同时发送和接收 比如发送2个字节而后又接收3个字节，则Size=5（实际上发送5个字节，在发送2个字节后，开始接收3个字节） 若要发送2个字节的同时接收2个字节，则Size=2 若要发送2个字节，但在发送1个字节后接收一个字节，则Size=2

在这里 发送和接收同时进行，根据需求 Size填入的值为时序的总长度

在HAL库中，SPI的传输是不连续的 若是选择硬件NSS，则每次发送一个字节后，NSS都会拉高 所以我们选择软件NSS，这样就可以在完成传输后手动拉高

另外，若CPHA设置为1edge，则默认开启NSSP，在每次传输1个字节后，都会有一段空闲，设置为2或关闭NSSP则没有 如图： 若是用阻塞的方式进行传输，则每传输完两个字节后会有一个空闲，如图： 为了使每两个字节传输中不间隔（连续传输） 则使用HAL_SPI_TransmitReceive_IT或HAL_SPI_TransmitReceive_DMA 同时在cubemx中开启中断或DMA（普通模式，开启TX和RX） （其实说白了 DMA也算中断的一种 DMA不经过CPU传输 发送完成以后也会进入DMA中断回调函数）

由于这两个函数为非阻塞 固在使用时要加上阻塞判断

若不加 软件片选会变成这样：

SPI函数包装如下：