一、前言

1.簡介：

    本文是基於STM32F1，將資料傳送至NRF模組的暫存器，並將資料重新讀取，通過串列埠傳送出來的簡單SPI單通訊。

2.SPI簡介：

    調過STM8的都已經對SPI有所瞭解，調法都一致，這裡就不做詳細的講解。

3.準備工作：

    軟體層：  

                     Keil5 　 　　　　　　　　　　 連結：   點選下載            　　  提取碼：wrt9　

                     STMCubeMX5.1.0版本       　　連結：   點選下載              　　提取碼：20xs

     硬體層：

                  1. STM32F1ZE開發板         （什麼型號的都可以，只要能在CUbe配置好型號就行）        

                   2.NRF24L01模組

二、SPI詳解

SPI是序列外設介面(Serial Peripheral Interface)的縮寫。是 Motorola 公司推出的一 種同步序列介面技術，是一種高速的，全雙工，同步的通訊匯流排。因為其沒有指定的流控制，沒有應答機制確認是否接收到資料，所以跟IIC匯流排協議比較在資料可靠性上有一定的缺陷。

1.硬體接線：

       VCC、GND不用講。下面的四條線是完成通訊的最基本線，作用已簡略給出，需要進一步瞭解的可以詳看資料手冊。大家可以按照相應線用示波器觀察對應波形，看時序是否正確。

CSN：從裝置使能訊號，由主裝置控制。

SCK：時鐘訊號，由主裝置產生。

MISO：主裝置資料輸入，從裝置資料輸出。（主要用於讀取資料）

MOSI：主裝置資料輸出，從裝置資料輸入。（主要用於寫入資料）

（在這裡提示用示波器看的同學，記得看讀取到資料的波形時，切換到MISO線，在MOSI線上是觀測不到讀取回來的資料 的）

 2.Cube配置問題：

      一開始除錯時用的TIM7來配置Cube，但是一直無法正確讀到波形，通過看資料手冊和部分歷程，我將時鐘配置成TIM2，就能正常收發了。其他配置跟平常串列埠配置一樣就行了，沒有特別需要注意的。

 3.暫存器地址和驅動讀寫問題：

不同於IIC讀取時鐘模組，這裡只需要暫存器的地址，同時要查詢到讀指令和寫指令來驅動裝置讀與寫的功能。

#define CONFIG 0x00           //配置暫存器地址;

//暫存器讀寫驅動命令：
#define READ_REG_NRF    0x00  //讀配置暫存器,低5位為暫存器地址  
#define WRITE_REG_NRF   0x20  //寫配置暫存器,低5位為暫存器地址

 4.本文部分程式碼：

最後貼出一些主要的程式碼，這些都是最基礎的程式碼，看著資料手冊寫就行了。但是這裡我在讀取與寫入暫存器函式中並沒有使用延時，但是也能成功輸出。

SPI_test.c

void delay2ms()                              //開機延時2MS，實測
{
  unsigned char a,b,c;
    for(c=5;c>0;c--)
        for(b=68;b>0;b--)
            for(a=31;a>0;a--);
}


                                             //這個函式是將讀取/寫入一個位元組合二為一的基礎函式程式碼。

uint32_t uSPI_RW_Byte(uint32_t uByte)
{
 uint32_t uBits;
 for(uBits=0; uBits<8; uBits++)              //8次迴圈
 {
  if(uByte & 0x80)        　　　　　　　　　　　　
    PIN_MOSI_H;                              //該位為1則置1
  else   
    PIN_MOSI_L;                              //該位為0則置0
  uByte <<= 1;                               //左移一位，可讀取1位，並輸出下一位
  PIN_SCK_H;                                 //拉高時序線，開始傳送資料
  if(MISO)                                   //判斷MISO電平
   uByte|=0x01;                              //若為1則賦值到相應的位上
  PIN_SCK_L;                                 //結束該Byte資料的傳送
 }
 return uByte;
}


如果看不懂這個函式，想分開的函式，可以用下面這兩個
/*
** 函式名 : SPI_Read_OneByte
** 返回值 : temp--SPI讀取的一位元組資料
** 參  數 : None
** 描  述 : 下降沿讀資料，每次讀取 1 bit
*/

uint32_t SPI_Read_OneByte(void)
{
  uint32_t i;
  uint32_t temp = 0;
  
  for(i=0;i<8;i++)
  {
   temp <<= 1;           　　　　　　　　　　　　　　//讀取MISO 8次輸入的值，存入temp。
                        　　　　　　　　　　　　　　 //讀取最後1byte的最後一位(即LSB)之後，不能再左移了
   PIN_SCK_H;          
   if(MISO)                                    //讀取最高位，儲存至最末尾，通過左移位完成讀整個位元組
     temp |= 0x01;
   else
     temp &= ~0x01;
   PIN_SCK_L;                                  //下降沿來了(SCK從1-->0)，MISO上的資料將發生改變，穩定後讀取存入temp
  }
  
  return temp;
}


/*
** 函式名 : SPI_Write_OneByte
** 返回值 : None
** 參  數 : u8_writedata--SPI寫入的一位元組資料
** 描  述 : 上升沿寫資料，每次寫入 1 bit
*/

void SPI_Write_OneByte(uint32_t u8_writedata)
{
  uint32_t i; 
  for(i=0;i<8;i++)
  {
    if(u8_writedata & 0x80)                    //判斷最高位，總是傳送最高位
     PIN_MOSI_H;                   　　　　　　　　//MOSI輸出1，資料匯流排準備資料1
    else
     PIN_MOSI_L;                   　　　　　　　　//MOSI輸出0，資料匯流排準備資料0    
    PIN_SCK_H;                     　　　　　　　　//上升沿來了(SCK從0-->1)，資料匯流排上的資料寫入到器件
    u8_writedata <<= 1;            　　　　　　　　//左移拋棄已經輸出的最高位
    PIN_SCK_L;                    　　　　　　　　 //拉低SCK訊號，初始化為0
  }
}



/*
** 函式名: nRF24L01_WriteReg
** 返回值: None
** 參 數 : (1)uint8 addr--暫存器地址
**         (2)uint8 value--寫入值
** 說 明 : nRF24L01暫存器寫函式
*/

void nRF24L01_WriteReg(uint32_t addr, uint32_t value)
{
    
    PIN_CSN_L;                              　　//CS片選拉低 
    uSPI_RW_Byte(WRITE_REG_NRF+addr);
    uSPI_RW_Byte(value);
    PIN_CSN_H;                              　　//CS片選拉高
    
}

/*
** 函式名: nRF24L01_ReadReg
** 返回值: value--讀取暫存器值
** 參 數 : addr--暫存器地址
** 說 明 : nRF24L01暫存器讀函式
*/

uint32_t nRF24L01_ReadReg(uint8_t addr)
{
    uint8_t value;
    PIN_CSN_L;                                  //CS片選拉低
    uSPI_RW_Byte(READ_REG_NRF+addr);            //SPI讀資料    
    value=uSPI_RW_Byte(0);
    PIN_CSN_H;                                  //CS片選拉高
    return value;
}

以下貼出的是SPI_test.h的部分程式碼：是對上面的一些定義函式的補充

SPI_test.h

#define PIN_CSN_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET)
#define PIN_CSN_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET)

#define PIN_MISO_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET)
#define PIN_MISO_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET)

#define PIN_SCK_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_SET)
#define PIN_SCK_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_RESET)

#define PIN_MOSI_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET)
#define PIN_MOSI_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET)

#define MISO HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_7) //判斷0或1

最後貼出主函式的呼叫函式，這裡是用呼叫HAL庫函式的串列埠直接傳送的方法：如圖

 5.輸出結果驗證：

驗證是否讀取到數值，可以直接在示波器看波形，也可以採用直接在串列埠偵錯程式看。但是個人建議先觀察示波器波形，比較容易找到問題所在。

 三、總結：

   相對於STM8，在STM32上來除錯時，最主要是要注意時鐘配置問題，其他都比較方便，也沒有特別需要注意的問題。有不對的地方可以留言指出或提