Перейти к содержанию

Регистры SPI STM32F1

Регистры SPI1–SPI3 STM32F1: режим ведущего или ведомого, полярность и фаза SCK, делитель частоты, размер кадра, программный NSS, флаги и ошибки, CRC, DMA, а также регистры I2S у SPI2 и SPI3.

Содержание

SPI STM32F1 — синхронный интерфейс с выводами SCK, MOSI, MISO и NSS. SPI1 тактируется от шины APB2, SPI2 и SPI3 — от APB1; частота SCK ведущего — fPCLK, делённая на 2…256 (поле BR). У high-density, XL-density и connectivity line SPI2 и SPI3 работают ещё и как I2S — для этого служат регистры I2SCFGR и I2SPR (RM0008, раздел 25.5).

Режим SPI задают CPOL — уровень SCK в паузе — и CPHA — фронт, по которому захватываются данные; CPOL = 0 и CPHA = 0 — самый распространённый режим 0. Если вывод NSS не нужен, ведущему ставят SSM = 1 и SSI = 1: низкий уровень NSS (или SSI) у ведущего означает ошибку режима — флаг MODF, SPI выключается и становится ведомым.

Флаг OVR сбрасывают чтением DR, а затем SR, CRCERR — записью нуля, MODF — обращением к SR и следом записью в CR1. Выключать SPI в полнодуплексном режиме RM0008 велит так: дождаться RXNE = 1 с последними данными, затем TXE = 1, затем BSY = 0 и только потом сбросить SPE (раздел 25.3.8).

ЭкземплярБазовый адресЕсть у
SPI20x4000 3800STM32F101xB/xE/xG, STM32F102xB, STM32F103xB/xE/xG, STM32F105, STM32F107
SPI30x4000 3C00STM32F101xE/xG, STM32F103xE/xG, STM32F105, STM32F107
SPI10x4001 3000всех

Регистры блока

РегистрСмещениеНазначениеПосле сброса
SPI_CR10x00Режим, скорость и формат кадра SPI0x0000
SPI_CR20x04Прерывания, DMA и вывод NSS0x0000
SPI_SR0x08Флаги состояния и ошибок0x0002
SPI_DR0x0CДанные0x0000
SPI_CRCPR0x10Полином CRC0x0007
SPI_RXCRCR0x14CRC принятых данных0x0000
SPI_TXCRCR0x18CRC переданных данных0x0000
SPI_I2SCFGR0x1CНастройка режима I2S0x0000
SPI_I2SPR0x20Делитель частоты I2S0x0002

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.

Значение: 0x00000000

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

SPI2->CR1 = 0x00000000;

SPI_CR1 — режим, скорость и формат кадра SPI

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

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
BIDIMODEBIDIOECRCENCRCNEXTDFFRXONLYSSMSSILSBFIRSTSPEBRMSTRCPOLCPHA
  • BIDIMODE (бит 15) — Двунаправленный обмен по одной линии данных.
  • BIDIOE (бит 14) — Направление в двунаправленном режиме: приём или передача.
    BIDIOEЗначение
    0Приём
    1Передача
  • CRCEN (бит 13) — Аппаратный расчёт CRC; меняется при выключенном SPI.
  • CRCNEXT (бит 12) — Следующей передаётся CRC.
  • DFF (бит 11) — Размер кадра: 8 или 16 бит; меняется при выключенном SPI.
    DFFЗначение
    08 бит
    116 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.
    LSBFIRSTЗначение
    0Старшим битом вперёд
    1Младшим битом вперёд
  • SPE (бит 6) — Включение SPI.
  • BR (биты 5:3) — Делитель частоты SCK от частоты шины.
    BRЗначение
    000fPCLK / 2
    001fPCLK / 4
    010fPCLK / 8
    011fPCLK / 16
    100fPCLK / 32
    101fPCLK / 64
    110fPCLK / 128
    111fPCLK / 256
  • MSTR (бит 2) — Ведущий или ведомый.
    MSTRЗначение
    0Ведомый
    1Ведущий
  • CPOL (бит 1) — Уровень SCK в паузе.
    CPOLЗначение
    0Низкий уровень
    1Высокий уровень
  • CPHA (бит 0) — Фронт SCK, по которому захватываются данные.
    CPHAЗначение
    0Первый фронт SCK
    1Второй фронт SCK

SPI_CR2 — прерывания, DMA и вывод NSS

Смещение 0x04, 32 бит, после сброса 0x0000. В коде: SPI2->CR2.

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
—TXEIERXNEIEERRIE—SSOETXDMAENRXDMAEN
  • 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.
  • 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 ошибок

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

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
—BSYOVRMODFCRCERRUDRCHSIDETXERXNE
  • 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.
    CHSIDEЗначение
    0Левый
    1Правый
  • 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.

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
DR
  • DR (биты 15:0) — Данные: запись — в буфер передачи, чтение — из буфера приёма.

SPI_CRCPR — полином CRC

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

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
CRCPOLY
  • CRCPOLY (биты 15:0) — Полином CRC; после сброса 0x0007.

SPI_RXCRCR — cRC принятых данных

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

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
RXCRC
  • RXCRC (биты 15:0) — CRC, вычисленная по принятым данным.

SPI_TXCRCR — cRC переданных данных

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

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
TXCRC
  • TXCRC (биты 15:0) — CRC, вычисленная по переданным данным.

SPI_I2SCFGR — настройка режима I2S

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

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
—I2SMODI2SEI2SCFGPCMSYNC—I2SSTDCKPOLDATLENCHLEN
  • I2SMOD (бит 11) — Режим блока: SPI или I2S.
    I2SMODЗначение
    0SPI
    1I2S
  • I2SE (бит 10) — Включение I2S (только у STM32F101xE/xG, STM32F103xE/xG, STM32F105, STM32F107).
  • I2SCFG (биты 9:8) — Роль и направление I2S (только у STM32F101xE/xG, STM32F103xE/xG, STM32F105, STM32F107).
    I2SCFGЗначение
    00Ведомый, передача
    01Ведомый, приём
    10Ведущий, передача
    11Ведущий, приём
  • PCMSYNC (бит 7) — Синхронизация кадра в стандарте PCM (только у STM32F101xE/xG, STM32F103xE/xG, STM32F105, STM32F107).
    PCMSYNCЗначение
    0Короткая
    1Длинная
  • I2SSTD (биты 5:4) — Стандарт протокола I2S (только у STM32F101xE/xG, STM32F103xE/xG, STM32F105, STM32F107).
    I2SSTDЗначение
    00I2S Philips
    01Выравнивание по старшему биту (left justified)
    10Выравнивание по младшему биту (right justified)
    11PCM
  • CKPOL (бит 3) — Уровень тактового сигнала I2S в паузе (только у STM32F101xE/xG, STM32F103xE/xG, STM32F105, STM32F107).
    CKPOLЗначение
    0Низкий уровень
    1Высокий уровень
  • DATLEN (биты 2:1) — Длина данных (только у STM32F101xE/xG, STM32F103xE/xG, STM32F105, STM32F107).
    DATLENЗначение
    0016 бит
    0124 бита
    1032 бита
    11Недопустимо
  • CHLEN (бит 0) — Длина канала; действует только при 16-битных данных (только у STM32F101xE/xG, STM32F103xE/xG, STM32F105, STM32F107).
    CHLENЗначение
    016 бит
    132 бита

SPI_I2SPR — делитель частоты I2S

Смещение 0x20, 32 бит, после сброса 0x0002; регистр есть только у STM32F101xE/xG, STM32F103xE/xG, STM32F105, STM32F107. В коде: SPI2->I2SPR.

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
—MCKOEODDI2SDIV
  • 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

Как настроить SPI1 STM32F103 ведущим в режиме 0?

Включите тактирование SPI1 и порта A в RCC_APB2ENR. PA5 (SCK) и PA7 (MOSI) настройте альтернативными двухтактными выходами, PA6 (MISO) — входом. Затем SPI1->CR1 = SPI_CR1_MSTR | SPI_CR1_SSM | SPI_CR1_SSI | SPI_CR1_BR_1 | SPI_CR1_SPE: ведущий, программный NSS, SCK = 72 МГц / 8 = 9 МГц.

Почему ведущий SPI сам выключается и становится ведомым?

Это ошибка режима MODF: у ведущего на входе NSS оказался низкий уровень (или SSI = 0 при SSM = 1). SPI сбрасывает SPE и MSTR и не даёт их установить, пока флаг не сброшен: обратитесь к SR, затем запишите CR1. Если NSS не подключён, используйте SSM = 1 и SSI = 1.

Как передавать 16-битные слова?

Установите DFF = 1, пока SPI выключен (SPE = 0). Тогда регистр DR принимает и отдаёт 16 бит, а флаги TXE и RXNE относятся к целому слову.

Источники

  1. STMicroelectronics. RM0008: Reference manual (Rev 21) — раздел 25.5: описание регистров, назначение полей и значения после сброса
  2. STMicroelectronics. cmsis-device-f1 v4.3.5: заголовки CMSIS stm32f101x6.h, stm32f101xb.h, stm32f101xe.h, stm32f101xg.h, stm32f102x6.h, stm32f102xb.h, stm32f103x6.h, stm32f103xb.h, stm32f103xe.h, stm32f103xg.h, stm32f105xc.h, stm32f107xc.h — структуры периферии, смещения, адреса экземпляров и макросы полей; лицензия Apache-2.0

Нашли ошибку в регистрах?

Другие регистры STM32F1

Калькуляторы и статьи