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2019年04月09日 | STM32的數(shù)據(jù)傳輸外設(shè):USART、I2C、SPI三種常見接口的學(xué)習(xí)

發(fā)布者:TranquilSmile 來源: eefocus關(guān)鍵字:STM32  數(shù)據(jù)傳輸  外設(shè) 手機(jī)看文章 掃描二維碼
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一、USART串行接口


串行接口分為異步串行接口和同步串行接口兩種,其中異步串行接口統(tǒng)稱為通用異步收發(fā)器接口UART,具有同步功能的UART(包含時鐘信號SCLK)稱為通用同步/異步收發(fā)器接口USART。


USART的電氣特性標(biāo)準(zhǔn)包括RS-232C、RS422、RS423和RS485等,其中RS-232C是最常見的串行通信接口(臺式機(jī)的顯示器與主機(jī)的連接線好像就是RS232吧)


RS232有9個引腳,當(dāng)然最常用的只有三個:RXD(接收數(shù)據(jù))、TXD(發(fā)送數(shù)據(jù))、GND(用來共地);而RS232的主要指標(biāo)有兩個:數(shù)據(jù)速率和數(shù)據(jù)格式。數(shù)據(jù)速率就是我們設(shè)置的波特率,而數(shù)據(jù)格式便是我們設(shè)置的起始位、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位、停止位;


因?yàn)閁ART是掛載在APB1上的,所以我們使用其傳輸數(shù)據(jù)的時候,要先開啟相應(yīng)的時鐘。但是不要忘了,UART是需要用到GPIO接口的,所以我們還需要開啟GPIO的時鐘,并且先初始化GPIO接口,再初始化USART。


至于USART使用哪些GPIO引腳,我就不贅述了,網(wǎng)上隨便一查就能知道。


當(dāng)我們程序需要對USART進(jìn)行操作的時候,我們?nèi)敉ㄟ^寄存器進(jìn)行操作的話,那么通過查詢USART寄存器的表便可以慢慢書寫下來,而通過庫函數(shù)的話,通過正點(diǎn)原子的例程也可以很清楚的學(xué)習(xí)到。


我們只需要知道在我們的主函數(shù)里先使用初始化函數(shù),將USART初始化完成,然后接收數(shù)據(jù)的話通過串口中斷來完成,根據(jù)項(xiàng)目設(shè)置的接收結(jié)束標(biāo)志,把接收結(jié)束標(biāo)志位置1,在主函數(shù)中通過查詢該標(biāo)志位的真假來完成接收。


而發(fā)送的話,我們既可以用重定向printf來發(fā)送數(shù)據(jù)(但是我不建議實(shí)時系統(tǒng)或者系統(tǒng)資源比較小的時候使用,因?yàn)樵摲椒〞钩绦蚝馁M(fèi)的資源大大增加);也可以通過自己寫發(fā)送函數(shù),通過傳入字符串指針,通過對指針的查詢,來逐字節(jié)輸出到USART->DR,再查詢USART->SR來判斷是否發(fā)送成功,從而發(fā)送下一字節(jié)。


二、I2C內(nèi)部集成總線接口


內(nèi)部集成電路總線接口I2C是通信控制領(lǐng)域廣泛采用的一種標(biāo)準(zhǔn),連接在總線上的每一個設(shè)備都有唯一的7/10位地址。


I2C采用一根雙向串行數(shù)據(jù)線SDA和一根雙向串行時鐘線SCL實(shí)現(xiàn)主/從設(shè)備間的多主串行通信。


而I2C所要學(xué)習(xí)的也正是其各個時期的時序以及數(shù)據(jù)線的高低電平變動:


I2C總線在傳輸數(shù)據(jù)的過程中一共有三種信號:開始信號、結(jié)束信號、應(yīng)答信號。


開始信號:SCL為高電平時,SDA由高電平向低電平跳變,開始傳輸數(shù)據(jù)。


結(jié)束信號:SCL為高電平時,SDA由低電平向高電平跳變,結(jié)束傳輸數(shù)據(jù)。


應(yīng)答信號:接收數(shù)據(jù)的IC在接收到8bit的數(shù)據(jù)后,向發(fā)送數(shù)據(jù)的IC發(fā)出一個特定的低電平脈沖,表示已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)。例如CPU向受控單元發(fā)出一個信號后,等待受控單元發(fā)出一個應(yīng)答信號,CPU接收到應(yīng)答信號則再根據(jù)實(shí)際情況決定是否發(fā)送下一個信號;若沒有接收到應(yīng)答信號,則可以判斷受控單元出現(xiàn)了故障。


這三種信號里,起始信號是必須需要的,而結(jié)束信號和應(yīng)答信號都可以視情況不要。



而使用I2C的時候肯定是要先初始化,初始化的時候我們先初始化GPIO的時鐘,然后根據(jù)時序圖來寫出起始信號,結(jié)束信號與應(yīng)答信號,而向從IC寫數(shù)據(jù)與讀數(shù)據(jù),這些函數(shù)在正點(diǎn)原子里都有寫,我就不占篇幅贅述啦。


三、SPI串行設(shè)備接口


SPI在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用也可以說是非常多的,SPI可以實(shí)現(xiàn)主設(shè)備或從設(shè)備協(xié)議,并且它是一種典型的全雙工數(shù)據(jù)傳輸方式,其傳輸?shù)恼_性通過串行時鐘SCK來保證。當(dāng)配置為主設(shè)備時,SPI可以連接多達(dá)16個獨(dú)立的從設(shè)備,發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)寄存器的寬度可以設(shè)置為8位或者16位。


SPI使用四根線來實(shí)現(xiàn)串行通信:兩根數(shù)據(jù)線、一根時鐘線、一根控制線


主出從入MOSI:主設(shè)備輸出數(shù)據(jù),從設(shè)備輸入數(shù)據(jù)


主入從出MISO:主設(shè)備輸入數(shù)據(jù),從設(shè)備輸出數(shù)據(jù)


串行時鐘SCK:主設(shè)備輸出,從設(shè)備輸入,用于同步數(shù)據(jù)位


從設(shè)備選擇NSS:主設(shè)備輸出,從設(shè)備輸入,用來選擇哪一個從設(shè)備與主機(jī)通信。


并且SPI的接口時序也由兩個很重要的參數(shù)決定:時鐘極性與時鐘相位


時鐘極性為0時初始電平是低電平,為1時初始電平是高電平;時鐘相位為0時第一個邊沿采集數(shù)據(jù),為1時第二個邊沿采集數(shù)據(jù)。


關(guān)鍵字:STM32  數(shù)據(jù)傳輸  外設(shè) 引用地址:STM32的數(shù)據(jù)傳輸外設(shè):USART、I2C、SPI三種常見接口的學(xué)習(xí)

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