实验23 SPI实验_STM32F103_

SPI（Serial Peripheral Interface）是一种全双工、同步串行通信接口，广泛应用于嵌入式系统中，例如STM32F103微控制器与各种外设间的通信。在这个实验中，我们将深入理解如何使用STM32F103来驱动显示器，通过SPI协议实现数据传输。 1. **STM32F103简介** STM32F103是STMicroelectronics公司推出的基于ARM Cortex-M3内核的微控制器，具有高性能、低功耗的特点。它集成了多种外设，如定时器、ADC、UART、SPI等，适用于多种嵌入式应用。 2. **SPI工作原理** SPI接口通常由四个信号线组成：SCLK（时钟）、MISO（主设备输入/从设备输出）、MOSI（主设备输出/从设备输入）和SS（片选信号）。在STM32F103中，这些信号线通常映射到特定的GPIO引脚上，例如SPI1的SCK、MISO、MOSI分别对应PB3、PB4、PB5。 3. **SPI配置** 在STM32F103上配置SPI需要以下步骤： - 初始化GPIO：设置SPI接口使用的GPIO引脚为推挽输出或浮空输入，根据需要配置速度和上下拉电阻。 - 初始化SPI时钟：开启相应的RCC（Reset and Clock Control）时钟源。 - 配置SPI模式：可以选择主模式或从模式，以及极性（CPOL）和相位（CPHA）。 - 设置数据宽度：常见的SPI数据宽度为8位。 - 启动SPI：通过设置SPI_CR1寄存器的SPIEN位启动SPI接口。 4. **SPI传输过程** - 片选：在开始传输前，通过SS信号选择目标从设备。 - 数据传输：MOSI发送数据，MISO接收数据，两者在SCLK的上升沿或下降沿进行采样，具体取决于CPHA配置。 - 传输结束：传输完成后，取消片选。 5. **SPI驱动显示器** 显示器，如LCD1602或OLED，可以通过SPI接口连接到STM32F103。需要了解显示器的SPI接口规格，包括其命令集和数据格式。然后，编写发送命令和数据的函数，根据显示器的指令手册，通过SPI接口发送正确的命令和数据。 6. **代码实现** 在C语言环境下，可以使用HAL库或LL库来操作SPI。HAL库提供了易于使用的API，而LL库则更接近底层硬件，灵活性更高。创建一个SPI初始化函数，设置相应的参数，再编写发送函数，通过循环将数据写入SPI的数据寄存器SPI_DR。 7. **调试与问题排查** 在实际操作中，可能遇到通信错误、显示异常等问题。可以使用示波器检查SPI信号波形，确保时钟、数据传输正确。也可以通过串口打印调试信息，查看SPI传输的命令和数据是否符合预期。 这个实验旨在帮助初学者掌握STM32F103的SPI通信，通过实际操作加深对SPI协议的理解，并学习如何控制SPI接口驱动显示器。完成这个实验后，你将能够灵活地应用SPI与其他外设进行通信，为进一步的嵌入式开发打下坚实基础。