Регистры SPI STM32F0

Регистры SPI1 и SPI2 STM32F0: режим ведущего или ведомого, полярность и фаза SCK, делитель частоты, размер кадра от 4 до 16 бит, FIFO приёма и передачи, программный NSS, CRC, DMA и I2S.

Содержание

Регистры блока
Конструктор
SPI_CR1
SPI_CR2
SPI_SR
SPI_DR
SPI_CRCPR
SPI_RXCRCR
SPI_TXCRCR
SPI_I2SCFGR
SPI_I2SPR

SPI STM32F0 отличается от SPI STM32F1 и F4 двумя вещами: размер кадра задаётся полем DS в CR2 от 4 до 16 бит, и у приёмника и передатчика есть FIFO по 32 бита. Доступ к DR 8-битной записью передаёт один кадр до 8 бит, 16-битной — два кадра или один до 16 бит; для приёма 8-битных кадров установите FRXTH = 1, иначе RXNE появится только после двух байт (RM0091, раздел 28.5.9).

Частота SCK ведущего — PCLK / 2…256 (поле BR). Если NSS не нужен, ведущему ставят SSM = 1 и SSI = 1. Флаги FTLVL и FRLVL показывают заполнение FIFO; перед выключением SPI дождитесь FTLVL = 0 и BSY = 0, затем прочитайте оставшиеся данные.

Режим I2S (регистры I2SCFGR и I2SPR) есть не у всех линеек и не у всех SPI — какие блоки его поддерживают, указано в таблице возможностей SPI в главе 28 RM0091 и в даташите.

Экземпляр	Базовый адрес	Есть у
SPI2	0x4000 3800	STM32F042, STM32F048, STM32F051, STM32F058, STM32F071, STM32F072, STM32F078, STM32F091, STM32F098
SPI1	0x4001 3000	всех

Регистры блока

Регистр	Смещение	Назначение	После сброса
SPI_CR1	0x00	Режим, скорость, CPOL и CPHA	0x0000
SPI_CR2	0x04	Размер кадра, прерывания и DMA	0x0700
SPI_SR	0x08	Флаги состояния и уровень FIFO	0x0002
SPI_DR	0x0C	Данные	0x0000
SPI_CRCPR	0x10	Полином CRC	0x0007
SPI_RXCRCR	0x14	CRC принятых данных	0x0000
SPI_TXCRCR	0x18	CRC переданных данных	0x0000
SPI_I2SCFGR	0x1C	Настройка I2S	0x0000
SPI_I2SPR	0x20	Делитель частоты I2S	0x0002

Конструктор значения

Выберите регистр и значения полей — конструктор покажет 32-битное значение и строку на C с макросами CMSIS. Поля, которые вы не меняете, берутся из значения после сброса.

РегистрЭкземпляр

BIDIMODE [15]Двунаправленный обмен по одной линии данныхBIDIOE [14]Направление в двунаправленном режиме: приём или передачаCRCEN [13]Аппаратный расчёт CRC; меняется при выключенном SPICRCNEXT [12]Следующей передаётся CRCCRCL [11]Длина CRC: 8 или 16 битRXONLY [10]Только приём в двухпроводном режимеSSM [9]Программное управление NSS: вместо вывода берётся бит SSISSI [8]Уровень NSS при программном управленииLSBFIRST [7]Порядок битов в кадреSPE [6]Включение SPIBR [5:3]Делитель частоты SCK от частоты шиныMSTR [2]Ведущий или ведомыйCPOL [1]Уровень SCK в паузеCPHA [0]Фронт SCK, по которому захватываются данные

Значение: 0x00000000

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

SPI2->CR1 = 0x00000000;

SPI_CR1 — режим, скорость, CPOL и CPHA

Смещение 0x00, 32 бит, после сброса 0x0000. В коде: SPI2->CR1.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
BIDIMODE	BIDIOE	CRCEN	CRCNEXT	CRCL	RXONLY	SSM	SSI	LSBFIRST	SPE	BR			MSTR	CPOL	CPHA

BIDIMODE (бит 15) — Двунаправленный обмен по одной линии данных.
BIDIOE (бит 14) — Направление в двунаправленном режиме: приём или передача.
CRCEN (бит 13) — Аппаратный расчёт CRC; меняется при выключенном SPI.
CRCNEXT (бит 12) — Следующей передаётся CRC.
CRCL (бит 11) — Длина CRC: 8 или 16 бит.
RXONLY (бит 10) — Только приём в двухпроводном режиме.
SSM (бит 9) — Программное управление NSS: вместо вывода берётся бит SSI.
SSI (бит 8) — Уровень NSS при программном управлении.
LSBFIRST (бит 7) — Порядок битов в кадре.
SPE (бит 6) — Включение SPI.
BR (биты 5:3) — Делитель частоты SCK от частоты шины.
MSTR (бит 2) — Ведущий или ведомый.
CPOL (бит 1) — Уровень SCK в паузе.
CPHA (бит 0) — Фронт SCK, по которому захватываются данные.

SPI_CR2 — размер кадра, прерывания и DMA

Смещение 0x04, 32 бит, после сброса 0x0700. В коде: SPI2->CR2.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
—	LDMATX	LDMARX	FRXTH	DS				TXEIE	RXNEIE	ERRIE	FRF	NSSP	SSOE	TXDMAEN	RXDMAEN

LDMATX (бит 14) — Нечётное число байт при передаче через DMA (пакеты по 8 бит).
LDMARX (бит 13) — Нечётное число байт при приёме через DMA.
FRXTH (бит 12) — Порог RXNE: 16 бит (половина FIFO) или 8 бит (четверть FIFO).
DS (биты 11:8) — Размер кадра: 4…16 бит (0011 — 4 бита, 0111 — 8, 1111 — 16).
TXEIE (бит 7) — Прерывание по флагу TXE.
RXNEIE (бит 6) — Прерывание по флагу RXNE.
ERRIE (бит 5) — Прерывание по ошибкам: CRCERR, OVR и MODF, в режиме I2S — UDR и OVR.
FRF (бит 4) — Формат кадра: Motorola или TI.
NSSP (бит 3) — Импульс NSS между кадрами (режим ведущего).
SSOE (бит 2) — Выход NSS у ведущего; с ним работа с другими ведущими невозможна.
TXDMAEN (бит 1) — Запрос DMA по флагу TXE.
RXDMAEN (бит 0) — Запрос DMA по флагу RXNE.

SPI_SR — флаги состояния и уровень FIFO

Смещение 0x08, 32 бит, после сброса 0x0002. В коде: SPI2->SR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
—			FTLVL		FRLVL		FRE	BSY	OVR	MODF	CRCERR	UDR	CHSIDE	TXE	RXNE

FTLVL (биты 12:11) — Заполнение FIFO передатчика: пуст, 1/4, 1/2, полон.
FRLVL (биты 10:9) — Заполнение FIFO приёмника: пуст, 1/4, 1/2, полон.
FRE (бит 8) — Ошибка формата кадра TI.
BSY (бит 7) — Занят: идёт обмен или буфер передачи не пуст.
OVR (бит 6) — Переполнение: принятые данные не прочитаны вовремя.
MODF (бит 5) — Ошибка режима: у ведущего низкий уровень NSS.
CRCERR (бит 4) — Ошибка CRC; сбрасывается записью 0.
UDR (бит 3) — Опустошение в режиме I2S: данные для передачи не записаны вовремя.
CHSIDE (бит 2) — Канал I2S текущих данных: левый или правый.
TXE (бит 1) — Буфер передачи пуст.
RXNE (бит 0) — Буфер приёма не пуст.

SPI_DR — данные

Смещение 0x0C, 32 бит, после сброса 0x0000. В коде: SPI2->DR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
DR
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
DR

DR (биты 31:0) — Данные: запись — в FIFO передатчика, чтение — из FIFO приёмника.

SPI_CRCPR — полином CRC

Смещение 0x10, 32 бит, после сброса 0x0007. В коде: SPI2->CRCPR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
CRCPOLY
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
CRCPOLY

CRCPOLY (биты 31:0) — Полином CRC; после сброса 0x0007.

SPI_RXCRCR — cRC принятых данных

Смещение 0x14, 32 бит, после сброса 0x0000. В коде: SPI2->RXCRCR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
RXCRC
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
RXCRC

RXCRC (биты 31:0) — CRC, вычисленная по принятым данным.

SPI_TXCRCR — cRC переданных данных

Смещение 0x18, 32 бит, после сброса 0x0000. В коде: SPI2->TXCRCR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
TXCRC
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
TXCRC

TXCRC (биты 31:0) — CRC, вычисленная по переданным данным.

SPI_I2SCFGR — настройка I2S

Смещение 0x1C, 32 бит, после сброса 0x0000. В коде: SPI2->I2SCFGR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
—				I2SMOD	I2SE	I2SCFG		PCMSYNC	—	I2SSTD		CKPOL	DATLEN		CHLEN

I2SMOD (бит 11) — Режим блока: SPI или I2S.
I2SE (бит 10) — Включение I2S.
I2SCFG (биты 9:8) — Роль и направление I2S.
PCMSYNC (бит 7) — Синхронизация кадра в стандарте PCM.
I2SSTD (биты 5:4) — Стандарт протокола I2S.
CKPOL (бит 3) — Уровень тактового сигнала I2S в паузе.
DATLEN (биты 2:1) — Длина данных.
CHLEN (бит 0) — Длина канала; действует только при 16-битных данных.

SPI_I2SPR — делитель частоты I2S

Смещение 0x20, 32 бит, после сброса 0x0002. В коде: SPI2->I2SPR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
—						MCKOE	ODD	I2SDIV

MCKOE (бит 9) — Выход опорной частоты MCK у ведущего.
ODD (бит 8) — Нечётный делитель: 2 × I2SDIV + 1.
I2SDIV (биты 7:0) — Линейный делитель частоты I2S.

Частые вопросы

Почему SPI STM32F0 передаёт 16 бит вместо 8?

Запись в DR через 16-битный доступ (SPI1->DR = x) кладёт в FIFO два байта. Пишите байт через 8-битный указатель: *(volatile uint8_t *)&SPI1->DR = x, и установите FRXTH = 1, чтобы RXNE срабатывал на каждый принятый байт.

Как задать кадр 8 бит?

Поле DS регистра SPI_CR2 = 0111. После сброса DS = 0111, то есть 8 бит уже выбрано; 0011 — 4 бита, 1111 — 16 бит.

Источники

STMicroelectronics. RM0091: Reference manual (Rev 10) — раздел 28.9: описание регистров, назначение полей и значения после сброса
STMicroelectronics. cmsis-device-f0 v2.3.8: заголовки CMSIS stm32f031x6.h, stm32f038xx.h, stm32f042x6.h, stm32f048xx.h, stm32f051x8.h, stm32f058xx.h, stm32f071xb.h, stm32f072xb.h, stm32f078xx.h, stm32f091xc.h, stm32f098xx.h — структуры периферии, смещения, адреса экземпляров и макросы полей; лицензия Apache-2.0

Нашли ошибку в регистрах?