SPI 的 DMA 發送與接收

一、概述

在項目開發中，需要用到SPI接口來進行大量數據的傳輸，為了能節省CPU的工作時間，采用DMA來進行數據發送則是明智之舉。

二、工作模式描述

 1、發送方作為主機發送數據，接收方作為從機接收數據，基本的硬件連接為：

主機——從機

NSS ——NSS

SCK——SCK

MOSI——MOSI

MISO——MISO

GND——GND（注意一定要共地，否則數據會錯很多）

2、關於主從機NSS管腳各自功能的說明

主機的NSS作為GPIO口使用，在進行SPI初始化時設置為SPI_NSS_Soft。

從機的NSS由主機NSS管腳的輸出狀態決定，在進行SPI初始化時設置為SPI_NSS_Hard。

三、主機（發送數據）代碼詳解

1、結構體變量定義

SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;//SPI初始化結構體

DMA_InitTypeDef  DMA_InitStructure;//DMA初始化結構體

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//GPIO初始化結構體

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//NVIC初始化結構體

2、開相關設備時鍾

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//GPIO、AFIO時鍾使能

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2,ENABLE);//使能SPI2時鍾

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);//使能DMA1時鍾

3、SPI接口GPIO初始化

由於只用到SPI接口的三個信號線，故只需進行三個GPIO口的初始化

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_15;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//將SCK和MOSI管腳設置為復用推挽輸出    

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//NSS作為GPIO口使用，設置為推挽輸出  

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

4、SPI初始化

SPI_Cmd(SPI2, DISABLE);

SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex ;

SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;  

SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_16b;

SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;  

SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;

SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;

SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2;  

SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;  

SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;

SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);

5、DMA初始化

DMA_DeInit(DMA1_Channel5);

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = 0x4000380C;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)ADC_Data;

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = ADC_DATASIZE;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium;

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure);

 

DMA_ITConfig(DMA1_Channel5, DMA_IT_TC, ENABLE);//使能DMA1通道5中斷，注意一定要是“DMA_IT_TC”，否則會出現進不了中斷的問題。

6、NVIC初始化

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); 

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel5_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

7、使能SPI2、DMA1、SPI2 DMA發送

SPI_I2S_DMACmd(SPI2, SPI_I2S_DMAReq_Tx, ENABLE);//使能SPI2 DMA發送功能

SPI_Cmd(SPI2, ENABLE);//使能SPI2

DMA_Cmd(DMA1_Channel5,ENABLE);//使能SPI2 DMA發送通道

8、DMA發送中斷服務程序

注意進入中斷服務程序，需要先關閉相應通道的DMA功能，再修改CNDTR的值，修改完成后再打開並清除中斷標志位。

void DMA1_Channel5_IRQHandler(void)

{

    if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC5)==SET)

    {

        DMA_Cmd(DMA1_Channel5,DISABLE);

        DMA1_Channel5->CNDTR = ADC_DATASIZE;

        DMA_Cmd(DMA1_Channel5,ENABLE);

        DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC5);

    }

}

四、從機（接收數據）代碼詳解

1、結構體變量定義

SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;//SPI初始化結構體

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;//DMA初始化結構體

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//GPIO初始化結構體

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//NVIC初始化結構體

2、開相關設備時鍾

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//GPIO、AFIO時鍾使能

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPI2,ENABLE);//使能SPI2時鍾

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1,ENABLE);//使能DMA1時鍾

3、SPI接口GPIO初始化

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_15;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; 
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

4、SPI初始化

SPI_Cmd(SPI2, DISABLE);
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Slave;       
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_16b;   
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;       

SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;

SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Hard;
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_2; 
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;     
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure);

5、DMA初始化

DMA_DeInit(DMA1_Channel4);

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = 0x4000380C;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)ADC_Data;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = ADC_DATASIZE;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh;
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure);
 
DMA_ITConfig(DMA1_Channel4, DMA_IT_TC, ENABLE);

6、NVIC初始化

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel4_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

7、使能SPI2、DMA1、SPI2 DMA接收

SPI_I2S_DMACmd(SPI2,SPI_I2S_DMAReq_Rx,ENABLE);
SPI_Cmd(SPI2, ENABLE);
DMA_Cmd(DMA1_Channel4,ENABLE);

8、DMA接收中斷服務程序

void DMA1_Channel4_IRQHandler(void)
{
    if(DMA_GetFlagStatus(DMA1_IT_TC4) == SET)
    {
        DMA_Cmd(DMA1_Channel4,DISABLE);
        DMA1_Channel4->CNDTR = ADC_DATASIZE;
        DMA_Cmd(DMA1_Channel4,ENABLE);
        DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC4);
   }
}

五、總結

在產品開發中需要進行大量數據傳輸的場合，DMA是很好的選擇，用好DMA功能能使程序設計效率大大提高