SPI

示例列表

本章介绍 SPI 示例的详细信息。RTL87x2G 为 SPI 外设提供以下示例。

串行外设接口（SPI）允许与外部设备进行半/全双工、同步、串行通信。该接口可以配置为两种操作模式之一：作为串行主设备或串行从设备。在主模式下，它为外部从设备提供通信时钟（SCK）。对于RTL87x2G，SPI0 可以配置为主设备或从设备，SPI1 是主设备。

SPI 主设备特性列表：

支持 4 种时钟模式。（CPOL, CPHA）
- Mode 0 (CPOL=0, CPHA=0).
- Mode 1 (CPOL=0, CPHA=1).
- Mode 2 (CPOL=1, CPHA=0).
- Mode 3 (CPOL=1, CPHA=1).
最大 SPI0 SCK 50MHz；最大 SPI1 SCK 20MHz。
SCK frequency= SPI source clock/N; N 是介于 2 和 65534 之间的任何偶数。
支持 4 到 32 位数据帧格式。
TX FIFO 深度 32。
RX FIFO 深度 32。
支持 GDMA。

SPI 从设备特性列表：

SPI 支持四种传输模式：

全双工模式

在全双工模式下，数据的发送和接收逻辑均有效。因此在通信时需要注意数据发送与接收的逻辑。需要配置 SPI_InitTypeDef::SPI_Direction 为 SPI_Direction_FullDuplex 。
只发送模式

在只发送模式下，只有发送逻辑有效，接收的逻辑无效，接收到的数据不会存储在 RX FIFO 内。需要配置 SPI_InitTypeDef::SPI_Direction 为 SPI_Direction_TxOnly 。
只接收模式

在只接收模式下，只有接收逻辑有效，发送逻辑无效。需要配置 SPI_InitTypeDef::SPI_Direction 为 SPI_Direction_RxOnly 。
EEPROM 模式

EEPROM 模式通常用于向 EEPROM 设备发送 opcode 或地址。在 EEPROM 模式下，SPI 先发送数据，直到 TX FIFO 为空后开始接收数据。在发送数据时，接收逻辑无效。在接收数据时，发送逻辑无效。需要配置 SPI_InitTypeDef::SPI_Direction 为 SPI_Direction_RxOnly 。在 EEPROM 模式下，需要设定 SPI_InitTypeDef::SPI_RXNDF 值，确定需要接收的数据数量。

SPI 支持 4 种时钟模式，分别对应 CPOL 和 CPHA 为 0 和 1 的四种情况。

下图分别为四种模式下的 SPI 通信时序图。

当初始化选择外设为 SPI0_SLAVE 时，会将 SPI 配置为从设备模式。当 SPI 被配置为从设备时，所有串行传输均由串行总线主设备启动和控制。

SPI 从机使用时需要注意以下几点：

CPHA 和 CPOL 必须与主设备设置相同。
如果 SPI 从设备向主设备传输数据，必须确保在串行主设备发起传输之前，TX FIFO 中存在数据。如果在从设备 TX FIFO 中没有数据的情况下主设备向 SPI 从设备发起传输，则 SPI 状态位 SPI_FLAG_TXE 会被置起。
在从设备发送最后一个数据帧后，TX FIFO 变为空，此时，SPI 主设备不应再发送时钟请求从设备的数据，因为从设备没有数据可以传输。如果此时主设备继续发送时钟，则会产生 TX FIFO 下溢，触发 SPI_INT_TUF 中断。从设备会反复向主设备返回低电平。
在设备以高速状态下运行时，建议使用 GDMA 传输。

SPI0 支持高速模式。在 SPI 传输速率高于 20MHz 时，推荐使用 SPI0 的高速模式，同时推荐搭配 GDMA 进行使用。高速模式下，需要选择外设的基地址为 SPI0_HS。

在 SPI 串行传输过程中，当 TX FIFO 内数据的数量小于或等于初始化中设置的 SPI_InitTypeDef::SPI_TxWaterlevel 值时，会触发一次 GDMA burst 搬运。 GDMA 一次 burst 会将 GDMA_InitTypeDef::GDMA_DestinationMsize 个数据写入 SPI TX FIFO 中。

SPI GDMA TX 时，推荐设置 SPI_InitTypeDef::SPI_TxWaterlevel 的值为 SPI_TX_FIFO_SIZE - MSize 。

在 SPI 串行传输过程中，当 RX FIFO 内数据的数量大于等于初始化中设置的 SPI_InitTypeDef::SPI_RxWaterlevel + 1 时，会触发一次 GDMA burst 搬运。 GDMA 一次 burst 会从 SPI RX FIFO 中获取 GDMA_InitTypeDef::GDMA_SourceMsize 个数据。

SPI GDMA RX 时，推荐设置 SPI_InitTypeDef::SPI_RxWaterlevel 的值为 MSize - 1 。