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23 串行外設(shè)接口(SPI)小容量產(chǎn)品是指閃存存儲(chǔ)器容量在16K至32K字節(jié)之間的STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器。中容量產(chǎn)品是指閃存存儲(chǔ)器容量在64K至128K字節(jié)之間的STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器。大容量產(chǎn)品是指閃存存儲(chǔ)器容量在256K至512K字節(jié)之間的STM32F101xx和STM32F103xx微控制器?；ヂ?lián)型產(chǎn)品是指STM32F105xx和STM32F107xx微控制器。除非特別說(shuō)明，本章描述的模塊合用于整個(gè)STM32F10xxx微控制器系列。在大容量產(chǎn)品和互聯(lián)型產(chǎn)品上，SPI接口可以配置為支持SPI協(xié)議或者支持I2S音頻協(xié)議。SPI接口默認(rèn)工作在SPI方式，可以通過(guò)軟件把功能從SPI模式切換到I2S模式。在小容量和中容量產(chǎn)品上，不支持I2S音頻協(xié)議。串行外設(shè)接口(SPI)允許芯片與外部設(shè)備以半/全雙工、同步、串行方式通信。此接口可以被配置成主模式，并為外部從設(shè)備提供通信時(shí)鐘(SCK)。接口還能以多主配置方式工作。它可用于多種用途，涉及使用一條雙向數(shù)據(jù)線的雙線單工同步傳輸，還可使用CRC校驗(yàn)的可靠通信。I2S也是一種3引腳的同步串行接口通訊協(xié)議。它支持四種音頻標(biāo)準(zhǔn)，涉及飛利浦I2S標(biāo)準(zhǔn)，MSB和LSB對(duì)齊標(biāo)準(zhǔn)，以及PCM標(biāo)準(zhǔn)。它在半雙工通訊中，可以工作在主和從2種模式下。當(dāng)它作為主設(shè)備時(shí)，通過(guò)接口向外部的從設(shè)備提供時(shí)鐘信號(hào)。警告：由于SPI3/I2S3的部分引腳與JTAG引腳共享(SPI3_NSS/I2S3_WS與JTDI，SPI3_SCK/I2S3_CK與JTDO)，因此這些引腳不受IO控制器控制，他們(在每次復(fù)位后)被默認(rèn)保存為JTAG用途。假如用戶想把引腳配置給SPI3/I2S3，必須(在調(diào)試時(shí))關(guān)閉JTAG并切換至SWD接口，或者(在標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用時(shí))同時(shí)關(guān)閉JTAG和SWD接口。詳見(jiàn)第8.3.5節(jié)：JTAG/SWD復(fù)用功能重映射。SPI特性●3線全雙工同步傳輸●帶或不帶第三根雙向數(shù)據(jù)線的雙線單工同步傳輸●8或16位傳輸幀格式選擇●主或從操作●支持多主模式●8個(gè)主模式波特率預(yù)分頻系數(shù)(最大為fPCLK/2)●從模式頻率(最大為fPCLK/2)●主模式和從模式的快速通信●主模式和從模式下均可以由軟件或硬件進(jìn)行NSS管理：主/從操作模式的動(dòng)態(tài)改變●可編程的時(shí)鐘極性和相位●可編程的數(shù)據(jù)順序，MSB在前或LSB在前●可觸發(fā)中斷的專用發(fā)送和接受標(biāo)志●SPI總線忙狀態(tài)標(biāo)志●支持可靠通信的硬件CRC─ 在發(fā)送模式下，CRC值可以被作為最后一個(gè)字節(jié)發(fā)送─ 在全雙工模式中對(duì)接受到的最后一個(gè)字節(jié)自動(dòng)進(jìn)行CRC校驗(yàn)●可觸發(fā)中斷的主模式故障、過(guò)載以及CRC錯(cuò)誤標(biāo)志●支持DMA功能的1字節(jié)發(fā)送和接受緩沖器：產(chǎn)生發(fā)送和接受請(qǐng)求23.2.2 I2S功能●單工通信(僅發(fā)送或接受)●主或者從操作●8位線性可編程預(yù)分頻器，獲得精確的音頻采樣頻率(8KHz到96kHz)●數(shù)據(jù)格式可以是16位，24位或者32位●音頻信道固定數(shù)據(jù)包幀為16位(16位數(shù)據(jù)幀)或32位(16、24或32位數(shù)據(jù)幀)●可編程的時(shí)鐘極性(穩(wěn)定態(tài))●從發(fā)送模式下的下溢標(biāo)志位和主/從接受模式下的溢出標(biāo)志位●16位數(shù)據(jù)寄存器用來(lái)發(fā)送和接受，在通道兩端各有一個(gè)寄存器●支持的I2S協(xié)議：─ I2S飛利浦標(biāo)準(zhǔn)─ MSB對(duì)齊標(biāo)準(zhǔn)(左對(duì)齊)─ LSB對(duì)齊標(biāo)準(zhǔn)(右對(duì)齊)─ PCM標(biāo)準(zhǔn)(16位通道幀上帶長(zhǎng)或短幀同步或者16位數(shù)據(jù)幀擴(kuò)展為32位通道幀)●數(shù)據(jù)方向總是MSB在先●發(fā)送和接受都具有DMA能力●主時(shí)鐘可以輸出到外部音頻設(shè)備，比率固定為256xFs(Fs為音頻采樣頻率)●在互聯(lián)型產(chǎn)品中，兩個(gè)I2S模塊(I2S2和I2S3)有一個(gè)專用的PLL(PLL3)，產(chǎn)生更加精確得時(shí)鐘23.3.1 概述SPI的方框圖見(jiàn)下圖。SPI框圖通常SPI通過(guò)4個(gè)引腳與外部器件相連：●MISO：主設(shè)備輸入/從設(shè)備輸出引腳。該引腳在從模式下發(fā)送數(shù)據(jù)，在主模式下接受數(shù)據(jù)?！馦OSI：主設(shè)備輸出/從設(shè)備輸入引腳。該引腳在主模式下發(fā)送數(shù)據(jù)，在從模式下接受數(shù)據(jù)。●SCK：串口時(shí)鐘，作為主設(shè)備的輸出，從設(shè)備的輸入●NSS：從設(shè)備選擇。這是一個(gè)可選的引腳，用來(lái)選擇主/從設(shè)備。它的功能是用來(lái)作為“片選引腳”，讓主設(shè)備可以單獨(dú)地與特定從設(shè)備通訊，避免數(shù)據(jù)線上的沖突。從設(shè)備的NSS引腳可以由主設(shè)備的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)I/O引腳來(lái)驅(qū)動(dòng)。一旦被使能(SSOE位)，NSS引腳也可以作為輸出引腳，并在SPI處在主模式時(shí)拉低；此時(shí)，所有的SPI設(shè)備，假如它們的NSS引腳連接到主設(shè)備的NSS引腳，則會(huì)檢測(cè)到低電平，假如它們被設(shè)立為NSS硬件模式，就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入從設(shè)備狀態(tài)。當(dāng)配置為主設(shè)備、NSS配置為輸入引腳(MSTR=1，SSOE=0)時(shí)，假如NSS被拉低，則這個(gè)SPI設(shè)備進(jìn)入主模式失敗狀態(tài)：即MSTR位被自動(dòng)清除，此設(shè)備進(jìn)入從模式(參見(jiàn))下圖是一個(gè)單主和單從設(shè)備互連的例子。圖210單主和單從應(yīng)用1.這里NSS引腳設(shè)立為輸入MOSI腳互相連接，MISO腳互相連接。這樣，數(shù)據(jù)在主和從之間串行地傳輸(MSB位在前)。通信總是由主設(shè)備發(fā)起。主設(shè)備通過(guò)MOSI腳把數(shù)據(jù)發(fā)送給從設(shè)備，從設(shè)備通過(guò)MISO引腳回傳數(shù)據(jù)。這意味全雙工通信的數(shù)據(jù)輸出和數(shù)據(jù)輸入是用同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)同步的；時(shí)鐘信號(hào)由主設(shè)備通過(guò)SCK腳提供。─ NSS輸出被關(guān)閉：允許操作于多主環(huán)境。1112023-08-0909:13:27--------------------------------------------在理解下啊圖211硬件/1112023-08-0909:13:27--------------------------------------------在理解下啊時(shí)鐘信號(hào)的相位和極性SPI_CR寄存器的CPOL和CPHA位，可以組合成四種也許的時(shí)序關(guān)系。CPOL(時(shí)鐘極性)位控制在沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)時(shí)鐘的空閑狀態(tài)電平，此位對(duì)主模式和從模式下的設(shè)備都有效。假如CPOL被清’0’，SCK引腳在空閑狀態(tài)保持低電平；假如CPOL被置’1’，SCK引腳在空閑狀態(tài)保持高電平。假如CPHA(時(shí)鐘相位)位被置’1’，SCK時(shí)鐘的第二個(gè)邊沿(CPOL位為0時(shí)就是下降沿，CPOL位為’1’時(shí)就是上升沿)進(jìn)行數(shù)據(jù)位的采樣，數(shù)據(jù)在第二個(gè)時(shí)鐘邊沿被鎖存。假如CPHA位被清’0’，SCK時(shí)鐘的第一邊沿(CPOL位為’0’時(shí)就是下降沿，CPOL位為’1’時(shí)就是上升沿)進(jìn)行數(shù)據(jù)位采樣，數(shù)據(jù)在第一個(gè)時(shí)鐘邊沿被鎖存。CPOL時(shí)鐘極性和CPHA時(shí)鐘相位的組合選擇數(shù)據(jù)捕獲的時(shí)鐘邊沿。圖212顯示了SPI傳輸?shù)?種CPHA和CPOL位組合。此圖可以解釋為主設(shè)備和從設(shè)備的SCK腳、MISO腳、MOSI腳直接連接的主或從時(shí)序圖。注意： 1.2.主和從必須配置成相同的時(shí)序模式。3.高電平；CPOL為’0’時(shí)，空閑時(shí)應(yīng)下拉SCK為低電平)。4.數(shù)據(jù)時(shí)鐘時(shí)序圖數(shù)據(jù)幀格式根據(jù)SPI_CR1寄存器中的LSBFIRST位，輸出數(shù)據(jù)位時(shí)可以MSB在先也可以LSB在先。根據(jù)SPI_CR1寄存器的DFF位，每個(gè)數(shù)據(jù)幀可以是8位或是16位。所選擇的數(shù)據(jù)幀格式對(duì)發(fā)送和/或接受都有效。23.3.2 配置SPI為從模式在從模式下，SCK引腳用于接受從主設(shè)備來(lái)的串行時(shí)鐘。SPI_CR1寄存器中BR[2:0]的設(shè)立不影響數(shù)據(jù)傳輸速率。注： 一個(gè)邊沿到來(lái)之前或正在進(jìn)行的通信結(jié)束之前，從設(shè)備的數(shù)據(jù)寄存器必須就緒。在使能從設(shè)備和主設(shè)備之前，通信時(shí)鐘的極性必須處在穩(wěn)定的數(shù)值。請(qǐng)按照以下環(huán)節(jié)配置SPI為從模式：配置環(huán)節(jié)1.設(shè)立DFF位以定義數(shù)據(jù)幀格式為8位或16位。2.選擇CPOL和CPHA位來(lái)定義數(shù)據(jù)傳輸和串行時(shí)鐘之間的相位關(guān)系(見(jiàn)圖212)。為保證對(duì)的的數(shù)據(jù)傳輸，從設(shè)備和主設(shè)備的CPOL和CPHA位必須配置成相同的方式。3.幀格式(SPI_CR1寄存器中的LSBFIRST位定義的”MSB在前”還是”LSB在前”)必須與主設(shè)備相同。4.硬件模式下(參考從選擇(NSS)腳管理部分)，在完整的數(shù)據(jù)幀(8位或16位)傳輸過(guò)程中，NSS引腳必須為低電平。在NSS軟件模式下，設(shè)立SPI_CR1寄存器中的SSM位并清除SSI位。5.清除MSTR位、設(shè)立SPE位(SPI_CR1寄存器)，使相應(yīng)引腳工作于SPI模式下。在這個(gè)配置中，MOSI引腳是數(shù)據(jù)輸入，MISO引腳是數(shù)據(jù)輸出。數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程在寫(xiě)操作中，數(shù)據(jù)字被并行地寫(xiě)入發(fā)送緩沖器。當(dāng)從設(shè)備收屆時(shí)鐘信號(hào)，并且在MOSI引腳上出現(xiàn)第一個(gè)數(shù)據(jù)位時(shí)，發(fā)送過(guò)程開(kāi)始(譯注：此時(shí)第一個(gè)位被發(fā)送出去)。余下的位(對(duì)于8位數(shù)據(jù)幀格式，尚有7位；對(duì)于16位數(shù)據(jù)幀格式，尚有15位)被裝進(jìn)移位寄存器。當(dāng)發(fā)送緩沖器中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭莆患拇嫫鲿r(shí)，SPI_SP寄存器的TXE標(biāo)志被設(shè)立，假如設(shè)立了SPI_CR2寄存器的TXEIE位，將會(huì)產(chǎn)生中斷。數(shù)據(jù)接受過(guò)程對(duì)于接受器，當(dāng)數(shù)據(jù)接受完畢時(shí)：●移位寄存器中的數(shù)據(jù)傳送到接受緩沖器，SPI_SR寄存器中的RXNE標(biāo)志被設(shè)立?！窦偃缭O(shè)立了SPI_CR2寄存器中的RXNEIE位，則產(chǎn)生中斷。在最后一個(gè)采樣時(shí)鐘邊沿后，RXNE位被置’1’，移位寄存器中接受到的數(shù)據(jù)字節(jié)被傳送到接受緩沖器。當(dāng)讀SPI_DR寄存器時(shí)，SPI設(shè)備返回這個(gè)接受緩沖器的數(shù)值。讀SPI_DR寄存器時(shí)，RXNE位被清除。23.3.3 配置SPI為主模式在主配置時(shí)，在SCK腳產(chǎn)生串行時(shí)鐘。配置環(huán)節(jié)1.通過(guò)SPI_CR1寄存器的BR[2:0]位定義串行時(shí)鐘波特率。2.選擇CPOL和CPHA位，定義數(shù)據(jù)傳輸和串行時(shí)鐘間的相位關(guān)系(見(jiàn)圖212)。3.設(shè)立DFF位來(lái)定義8位或16位數(shù)據(jù)幀格式。4.配置SPI_CR1寄存器的LSBFIRST位定義幀格式。5.假如需要NSS引腳工作在輸入模式，硬件模式下，在整個(gè)數(shù)據(jù)幀傳輸期間應(yīng)把NSS腳連接到高電平；在軟件模式下，需設(shè)立SPI_CR1寄存器的SSM位和SSI位。假如NSS引腳工作在輸出模式，則只需設(shè)立SSOE位。6.必須設(shè)立MSTR位和SPE位(只當(dāng)NSS腳被連到高電平，這些位才干保持置位)。在這個(gè)配置中，MOSI引腳是數(shù)據(jù)輸出，而MISO引腳是數(shù)據(jù)輸入。數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程當(dāng)寫(xiě)入數(shù)據(jù)至發(fā)送緩沖器時(shí)，發(fā)送過(guò)程開(kāi)始。在發(fā)送第一個(gè)數(shù)據(jù)位時(shí)，數(shù)據(jù)字被并行地(通過(guò)內(nèi)部總線)傳入移位寄存器，而后串行地移出到MOSI腳上；MSB在先還是LSB在先，取決于SPI_CR1寄存器中的LSBFIRST位的設(shè)立。數(shù)據(jù)從發(fā)送緩沖器傳輸?shù)揭莆患拇嫫鲿r(shí)TXE標(biāo)志將被置位，假如設(shè)立了SPI_CR1寄存器中的TXEIE位，將產(chǎn)生中斷。數(shù)據(jù)接受過(guò)程對(duì)于接受器來(lái)說(shuō)，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完畢時(shí)：●傳送移位寄存器里的數(shù)據(jù)到接受緩沖器，并且RXNE標(biāo)志被置位?！窦偃缭O(shè)立了SPI_CR2寄存器中的RXNEIE位，則產(chǎn)生中斷。在最后采樣時(shí)鐘沿，RXNE位被設(shè)立，在移位寄存器中接受到的數(shù)據(jù)字被傳送到接受緩沖器。讀SPI_DR寄存器時(shí)，SPI設(shè)備返回接受緩沖器中的數(shù)據(jù)。讀SPI_DR寄存器將清除RXNE位。一旦傳輸開(kāi)始，假如下一個(gè)將發(fā)送的數(shù)據(jù)被放進(jìn)了發(fā)送緩沖器，就可以維持一個(gè)連續(xù)的傳輸流。在試圖寫(xiě)發(fā)送緩沖器之前，需確認(rèn)TXE標(biāo)志應(yīng)當(dāng)為’1’。注： 在NSS硬件模式下，從設(shè)備的NSS輸入由NSS引腳控制或另一個(gè)由軟件驅(qū)動(dòng)的GPIO引腳控制。23.3.4 配置SPI為單工通信SPI模塊可以以兩種配置工作于單工方式：●1條時(shí)鐘線和1條雙向數(shù)據(jù)線；●1條時(shí)鐘線和1條數(shù)據(jù)線(只接受或只發(fā)送)；1條時(shí)鐘線和1條雙向數(shù)據(jù)線(BIDIMODE=1)設(shè)立SPI_CR1寄存器中的BIDIMODE位而啟用此模式。在這個(gè)模式下，SCK引腳作為時(shí)鐘，主設(shè)備使用MOSI引腳而從設(shè)備使用MISO引腳作為數(shù)據(jù)通信。傳輸?shù)姆较蛴蒘PI_CR1寄存器里的BIDIOE控制，當(dāng)這個(gè)位是’1’的時(shí)候，數(shù)據(jù)線是輸出，否則是輸入。1條時(shí)鐘和1條單向數(shù)據(jù)線(BIDIMODE=0)在這個(gè)模式下，SPI模塊可以或者作為只發(fā)送，或者作為只接受?！裰话l(fā)送模式類似于全雙工模式(BIDIMODE=0，RXONLY=0)：數(shù)據(jù)在發(fā)送引腳(主模式時(shí)是MOSI、從模式時(shí)是MISO)上傳輸，而接受引腳(主模式時(shí)是MISO、從模式時(shí)是MOSI)可以作為通用的I/O使用。此時(shí)，軟件不必理睬接受緩沖器中的數(shù)據(jù)(假如讀出數(shù)據(jù)寄存器，它不包含任何接受數(shù)據(jù))?！裨谥唤邮苣Ｊ?，可以通過(guò)設(shè)立SPI_CR2寄存器的RXONLY位而關(guān)閉SPI的輸出功能；此時(shí)，發(fā)送引腳(主模式時(shí)是MOSI、從模式時(shí)是MISO)被釋放，可以作為其它功能使用。配置并使能SPI模塊為只接受模式的方式是：●在主模式時(shí)，一旦使能SPI，通信立即啟動(dòng)，當(dāng)清除SPE位時(shí)立即停止當(dāng)前的接受。在此模式下，不必讀取BSY標(biāo)志，在SPI通信期間這個(gè)標(biāo)志始終為’1’?！裨趶哪Ｊ綍r(shí)，只要NSS被拉低(或在NSS軟件模式時(shí)，SSI位為’0’)同時(shí)SCK有時(shí)鐘脈沖，SPI就一直在接受。23.3.5 數(shù)據(jù)發(fā)送與接受過(guò)程接受與發(fā)送緩沖器在接受時(shí)，接受到的數(shù)據(jù)被存放在一個(gè)內(nèi)部的接受緩沖器中；在發(fā)送時(shí)，在被發(fā)送之前，數(shù)據(jù)將一方面被存放在一個(gè)內(nèi)部的發(fā)送緩沖器中。對(duì)SPI_DR寄存器的讀操作，將返回接受緩沖器的內(nèi)容；寫(xiě)入SPI_DR寄存器的數(shù)據(jù)將被寫(xiě)入發(fā)送緩沖器中。主模式下開(kāi)始傳輸全雙工模式(BIDIMODE=0并且RXONLY=0)─ 當(dāng)寫(xiě)入數(shù)據(jù)到SPI_DR寄存器(發(fā)送緩沖器)后，傳輸開(kāi)始；─ 在傳送第一位數(shù)據(jù)的同時(shí)，數(shù)據(jù)被并行地從發(fā)送緩沖器傳送到8位的移位寄存器中，然后按順序被串行地移位送到MOSI引腳上；─ 與此同時(shí)，在MISO引腳上接受到的數(shù)據(jù)，按順序被串行地移位進(jìn)入8位的移位寄存器中，然后被并行地傳送到SPI_DR寄存器(接受緩沖器)中?！駟蜗虻闹唤邮苣Ｊ?BIDIMODE=0并且RXONLY=1)─ SPE=1時(shí)，傳輸開(kāi)始；─ 只有接受器被激活，在MISO引腳上接受到的數(shù)據(jù)，按順序被串行地移位進(jìn)入8位的移位寄存器中，然后被并行地傳送到SPI_DR寄存器(接受緩沖器)中。●雙向模式，發(fā)送時(shí)(BIDIMODE=1并且BIDIOE=1)─ 當(dāng)寫(xiě)入數(shù)據(jù)到SPI_DR寄存器(發(fā)送緩沖器)后，傳輸開(kāi)始；─ 在傳送第一位數(shù)據(jù)的同時(shí)，數(shù)據(jù)被并行地從發(fā)送緩沖器傳送到8位的移位寄存器中，然后按順序被串行地移位送到MOSI引腳上；─ 不接受數(shù)據(jù)?！耠p向模式，接受時(shí)(BIDIMODE=1并且BIDIOE=0)─ SPE=1并且BIDIOE=0時(shí)，傳輸開(kāi)始；─ 在MOSI引腳上接受到的數(shù)據(jù)，按順序被串行地移位進(jìn)入8位的移位寄存器中，然后被并行地傳送到SPI_DR寄存器(接受緩沖器)中。─ 不激活發(fā)送器，沒(méi)有數(shù)據(jù)被串行地送到MOSI引腳上。從模式下開(kāi)始傳輸全雙工模式(BIDIMODE=0并且RXONLY=0)─ 當(dāng)從設(shè)備接受屆時(shí)鐘信號(hào)并且第一個(gè)數(shù)據(jù)位出現(xiàn)在它的MOSI時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始，隨后的數(shù)據(jù)位依次移動(dòng)進(jìn)入移位寄存器；─ 與此同時(shí)，在傳輸?shù)谝粋€(gè)數(shù)據(jù)位時(shí)，發(fā)送緩沖器中的數(shù)據(jù)被并行地傳送到8位的移位寄存器，隨后被串行地發(fā)送到MISO引腳上。軟件必須保證在SPI主設(shè)備開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸之前在發(fā)送寄存器中寫(xiě)入要發(fā)送的數(shù)據(jù)?！駟蜗虻闹唤邮苣Ｊ?BIDIMODE=0并且RXONLY=1)─ 當(dāng)從設(shè)備接受屆時(shí)鐘信號(hào)并且第一個(gè)數(shù)據(jù)位出現(xiàn)在它的MOSI時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始，隨后數(shù)據(jù)位依次移動(dòng)進(jìn)入移位寄存器；─ 不啟動(dòng)發(fā)送器，沒(méi)有數(shù)據(jù)被串行地傳送到MISO引腳上?！耠p向模式，發(fā)送時(shí)(BIDIMODE=1并且BIDIOE=1)─ 當(dāng)從設(shè)備接受屆時(shí)鐘信號(hào)并且發(fā)送緩沖器中的第一個(gè)數(shù)據(jù)位被傳送到MISO引腳上的時(shí)候，數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始；─在第一個(gè)數(shù)據(jù)位被傳送到MISO引腳上的同時(shí)，發(fā)送緩沖器中要發(fā)送的數(shù)據(jù)被平行地傳送到8位的移位寄存器中，隨后被串行地發(fā)送到MISO引腳上。軟件必須保證在SPI主設(shè)備開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸之前在發(fā)送寄存器中寫(xiě)入要發(fā)送的數(shù)據(jù)；─ 不接受數(shù)據(jù)?！耠p向模式，接受時(shí)(BIDIMODE=1并且BIDIOE=0)─ 當(dāng)從設(shè)備接受屆時(shí)鐘信號(hào)并且第一個(gè)數(shù)據(jù)位出現(xiàn)在它的MOSI時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始；─ 從MISO引腳上接受到的數(shù)據(jù)被串行地傳送到8位的移位寄存器中，然后被平行地傳送到SPI_DR寄存器(接受緩沖器)；─ 不啟動(dòng)發(fā)送器，沒(méi)有數(shù)據(jù)被串行地傳送到MISO引腳上。解決數(shù)據(jù)的發(fā)送與接受當(dāng)數(shù)據(jù)從發(fā)送緩沖器傳送到移位寄存器時(shí)，設(shè)立TXE標(biāo)志(發(fā)送緩沖器空)，它表達(dá)內(nèi)部的發(fā)送緩沖器可以接受下一個(gè)數(shù)據(jù)；假如在SPI_CR2寄存器中設(shè)立了TXEIE位，則此時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷；寫(xiě)入SPI_DR寄存器即可清除TXE位。注： 在寫(xiě)入發(fā)送緩沖器之前，軟件必須確認(rèn)TXE標(biāo)志為’1’，否則新的數(shù)據(jù)會(huì)覆蓋已經(jīng)在發(fā)送緩沖器中的數(shù)據(jù)。Txe為0時(shí)發(fā)送新數(shù)據(jù)在采樣時(shí)鐘的最后一個(gè)邊沿，當(dāng)數(shù)據(jù)被從移位寄存器傳送到接受緩沖器時(shí)，設(shè)立RXNE標(biāo)志(接收緩沖器非空)；它表達(dá)數(shù)據(jù)已經(jīng)就緒，可以從SPI_DR寄存器讀出；假如在SPI_CR2寄存器中設(shè)立了RXNEIE位，則此時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷；讀出SPI_DR寄存器即可清除RXNIE標(biāo)志位。在一些配置中，傳輸最后一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，可以使用BSY標(biāo)志等待數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)束。主或從模式下(BIDIMODE=0并且RXONLY=0)全雙工發(fā)送和接受過(guò)程模式軟件必須遵循下述過(guò)程，發(fā)送和接受數(shù)據(jù)(見(jiàn)圖213和圖214)：1.設(shè)立SPE位為’1’，使能SPI模塊；2.在SPI_DR寄存器中寫(xiě)入第一個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)，這個(gè)操作會(huì)清除TXE標(biāo)志；3.等待TXE=1，然后寫(xiě)入第二個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)。等待RXNE=1，然后讀出SPI_DR寄存器并獲得第一個(gè)接受到的數(shù)據(jù)，讀SPI_DR的同時(shí)清除了RXNE位。反復(fù)這些操作，發(fā)送后續(xù)的數(shù)據(jù)同時(shí)接受n-1個(gè)數(shù)據(jù)；4.等待RXNE=1，然后接受最后一個(gè)數(shù)據(jù)；5.等待TXE=1，在BSY=0之后關(guān)閉SPI模塊。也可以在響應(yīng)RXNE或TXE標(biāo)志的上升沿產(chǎn)生的中斷的解決程序中實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程。的變化示意圖的變化示意圖只發(fā)送過(guò)程(BIDIMODE=0并且RXONLY=0)在此模式下，傳輸過(guò)程可以簡(jiǎn)要說(shuō)明如下，使用BSY位等待傳輸?shù)慕Y(jié)束(見(jiàn)圖215和圖216)：1.設(shè)立SPE位為’1’，使能SPI模塊；2.在SPI_DR寄存器中寫(xiě)入第一個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)，這個(gè)操作會(huì)清除TXE標(biāo)志；3.等待TXE=1，然后寫(xiě)入第二個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)。反復(fù)這個(gè)操作，發(fā)送后續(xù)的數(shù)據(jù)；4.寫(xiě)入最后一個(gè)數(shù)據(jù)到SPI_DR寄存器之后，等待TXE=1；然后等待BSY=0，這表達(dá)最后一個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸已經(jīng)完畢。也可以在響應(yīng)TXE標(biāo)志的上升沿產(chǎn)生的中斷的解決程序中實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程。注：1.對(duì)于不連續(xù)的傳輸，在寫(xiě)入SPI_DR寄存器的操作與設(shè)立BSY位之間有2個(gè)APB時(shí)鐘周期的延2．只發(fā)送模式下，在傳輸2個(gè)數(shù)據(jù)之后，由于不會(huì)讀出接受到的數(shù)據(jù)，SPI_SR寄存器中的OVR位會(huì)變?yōu)椤?’。(譯注：軟件不必理睬這個(gè)OVR標(biāo)志位)意圖圖雙向發(fā)送過(guò)程(BIDIMODE=1并且BIDIOE=1)在此模式下，操作過(guò)程類似于只發(fā)送模式，不同的是：在使能SPI模塊之前，需要在SPI_CR2寄存器中同時(shí)設(shè)立BIDIMODE和BIDIOE位為’1’。單向只接受模式(BIDIMODE=0并且RXONLY=1)在此模式下，傳輸過(guò)程可以簡(jiǎn)要說(shuō)明如下(見(jiàn))：1.在SPI_CR2寄存器中，設(shè)立RXONLY=1；2.設(shè)立SPE=1，使能SPI模塊：a)主模式下，立刻產(chǎn)生SCK時(shí)鐘信號(hào)，在關(guān)閉SPI(SPE=0)之前，不斷地接受串行數(shù)據(jù)；b)從模式下，當(dāng)SPI主設(shè)備拉低NSS信號(hào)并產(chǎn)生SCK時(shí)鐘時(shí)，接受串行數(shù)據(jù)。3.等待RXNE=1，然后讀出SPI_DR寄存器以獲得收到的數(shù)據(jù)(同時(shí)會(huì)清除RXNE位)。反復(fù)這個(gè)操作接受所有數(shù)據(jù)。也可以在響應(yīng)RXNE標(biāo)志的上升沿產(chǎn)生的中斷的解決程序中實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程。注： 假如在最后一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后關(guān)閉SPI模塊，請(qǐng)按照第23.3.8節(jié)的建議操作。單向接受過(guò)程(BIDIMODE=1并且BIDIOE=0)在此模式下，操作過(guò)程類似于只接受模式，不同的是：在使能SPI模塊之前，需要在SPI_CR2寄存器中設(shè)立BIDIMODE為’1’并清除BIDIOE位為’0’。連續(xù)和非連續(xù)傳輸當(dāng)在主模式下發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，假如軟件足夠快，可以在檢測(cè)到每次TXE的上升沿(或TXE中斷)，并立即在正在進(jìn)行的傳輸結(jié)束之前寫(xiě)入SPI_DR寄存器，則可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的通信；此時(shí)，在每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的傳輸之間的SPI時(shí)鐘保持連續(xù)，同時(shí)BSY位不會(huì)被清除。假如軟件不夠快，則會(huì)導(dǎo)致不連續(xù)的通信；這時(shí)，在每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸之間會(huì)被清除(見(jiàn)下圖)。在主模式的只接受模式下(RXONLY=1)，通信總是連續(xù)的，并且BSY標(biāo)志始終為’1’。在從模式下，通信的連續(xù)性由SPI主設(shè)備決定。不管如何，即使通信是連續(xù)的，BSY標(biāo)志會(huì)在每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)之間至少有一個(gè)SPI時(shí)鐘周期為低(見(jiàn)圖216)。CRC計(jì)算CRC校驗(yàn)用于保證全雙工通信的可靠性。數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接受分別使用單獨(dú)的CRC計(jì)算器。通過(guò)對(duì)每一個(gè)接受位進(jìn)行可編程的多項(xiàng)式運(yùn)算來(lái)計(jì)算CRC。CRC的計(jì)算是在由SPI_CR1寄存器中CPHA和CPOL位定義的采樣時(shí)鐘邊沿進(jìn)行的。注意： 該SPI接口提供了兩種CRC計(jì)算方法，取決于所選的發(fā)送和/或接受的數(shù)據(jù)幀格式：8位數(shù)據(jù)幀采用CR8；16位數(shù)據(jù)幀采用CRC16。CRC計(jì)算是通過(guò)設(shè)立SPI_CR1寄存器中的CRCEN位啟用的。設(shè)立CRCEN位時(shí)同時(shí)復(fù)位CRC寄存器(SPI_RXCRCR和SPI_TXCRCR)。當(dāng)設(shè)立了SPI_CR1的CRCNEXT位，SPI_TXCRCR的內(nèi)容將在當(dāng)前字節(jié)發(fā)送之后發(fā)出。在傳輸SPI_TXCRCR的內(nèi)容時(shí)，假如在移位寄存器中收到的數(shù)值與SPI_RXCRCR的內(nèi)容不匹配，則SPI_SR寄存器的CRCERR標(biāo)志位被置1。假如在TX緩沖器中尚有數(shù)據(jù)，CRC的數(shù)值僅在數(shù)據(jù)字節(jié)傳輸結(jié)束后傳送。在傳輸CRC期間，CRC計(jì)算器關(guān)閉，寄存器的數(shù)值保持不變。注意： 請(qǐng)參考產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，以確認(rèn)有此功能(不是所有型號(hào)都有此功能)。SPI通信可以通過(guò)以下環(huán)節(jié)使用CRC：設(shè)立CPOL、CPHA、LSBFirst、BR、SSM、SSI和MSTR的值；●在SPI_CRCPR寄存器輸入多項(xiàng)式；●通過(guò)設(shè)立SPI_CR1寄存器CRCEN位使能CRC計(jì)算，該操作也會(huì)清除寄存器SPI_RXCRCR和SPI_TXCRC；●設(shè)立SPI_CR1寄存器的SPE位啟動(dòng)SPI功能；●啟動(dòng)通信并且維持通信，直到只剩最后一個(gè)字節(jié)或者半字；●在把最后一個(gè)字節(jié)或半字寫(xiě)進(jìn)發(fā)送緩沖器時(shí)，設(shè)立SPI_CR1的CRCNext位，指示硬件在發(fā)送完畢最后一個(gè)數(shù)據(jù)之后，發(fā)送CRC的數(shù)值。在發(fā)送CRC數(shù)值期間，停止CRC計(jì)算；●當(dāng)最后一個(gè)字節(jié)或半字被發(fā)送后，SPI發(fā)送CRC數(shù)值，CRCNext位被清除。同樣，接受到的CRC與SPI_RXCRCR值進(jìn)行比較，假如比較不相配，則設(shè)立SPI_SR上的CRCERR標(biāo)志位，當(dāng)設(shè)立了SPI_CR2寄存器的ERRIE時(shí)，則產(chǎn)生中斷。注意：當(dāng)SPI模塊處在從設(shè)備模式時(shí)，請(qǐng)注旨在時(shí)鐘穩(wěn)定之后再使能CRC計(jì)算，否則也許會(huì)得到錯(cuò)誤的狀態(tài)，都會(huì)進(jìn)行CRC的計(jì)算。當(dāng)SPI時(shí)鐘頻率較高時(shí)，用戶在發(fā)送CRC時(shí)必須小心。在CRC傳輸期間，使用CPU的時(shí)間應(yīng)盡在發(fā)送/接受最后一個(gè)數(shù)據(jù)之前完畢設(shè)立CRCNEXT位的操作。當(dāng)SPI時(shí)鐘頻率較高時(shí)，由于CPU的操作會(huì)影響SPI的帶寬，建議采用DMA模式以避免SPI減少的速度。期間保持為低。當(dāng)配置SPI為從模式并且使用CRC的功能，即使NSS引腳為高時(shí)仍然會(huì)執(zhí)行CRC的計(jì)算(譯注：當(dāng)NSS信號(hào)為高時(shí)，假如SCK引腳上有時(shí)鐘脈沖，則CRC計(jì)算會(huì)繼續(xù)執(zhí)行)。例如：當(dāng)主設(shè)備交替地與多個(gè)從設(shè)備進(jìn)行通信時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)這種情況(譯注：此時(shí)要想辦法避免CRC的誤操作)。在不選中一個(gè)從設(shè)備(NSS信號(hào)為高)轉(zhuǎn)換到選中一個(gè)新的從設(shè)備(NSS信號(hào)為低)的時(shí)候，為了保持主從設(shè)備端下次CRC計(jì)算結(jié)果的同步，應(yīng)當(dāng)清除主從兩端的CRC數(shù)值。按照下述環(huán)節(jié)清除CRC數(shù)值：1.關(guān)閉SPI模塊(SPE=0);2.清除CRCEN位為’0’；3.設(shè)立CRCEN位為’1’；4.使能SPI模塊(SPE=1)。23.3.7 狀態(tài)標(biāo)志應(yīng)用程序通過(guò)3個(gè)狀態(tài)標(biāo)志可以完全監(jiān)控SPI總線的狀態(tài)。發(fā)送緩沖器空閑標(biāo)志(TXE)此標(biāo)志為’1’時(shí)表白發(fā)送緩沖器為空，可以寫(xiě)下一個(gè)待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)入緩沖器中。當(dāng)寫(xiě)入SPI_DR時(shí)，TXE標(biāo)志被清除。接受緩沖器非空(RXNE)此標(biāo)志為’1’時(shí)表白在接受緩沖器中包具有效的接受數(shù)據(jù)。讀SPI數(shù)據(jù)寄存器可以清除此標(biāo)志。忙(Busy)標(biāo)志BSY標(biāo)志由硬件設(shè)立與清除(寫(xiě)入此位無(wú)效果)，此標(biāo)志表白SPI通信層的狀態(tài)。當(dāng)它被設(shè)立為’1’時(shí)，表白SPI正忙于通信，但有一個(gè)例外：在主模式的雙向接受模式下(MSTR=1、BDM=1并且BDOE=0)，在接受期間BSY標(biāo)志保持為低。在軟件要關(guān)閉SPI模塊并進(jìn)入停機(jī)模式(或關(guān)閉設(shè)備時(shí)鐘)之前，可以使用BSY標(biāo)志檢測(cè)傳輸是否結(jié)束，這樣可以避免破壞最后一次傳輸，因此需要嚴(yán)格按照下述過(guò)程執(zhí)行。BSY標(biāo)志還可以用于在多主系統(tǒng)中避免寫(xiě)沖突。除了主模式的雙向接受模式(MSTR=1、BDM=1并且BDOE=0)，當(dāng)傳輸開(kāi)始時(shí)，BSY標(biāo)志被置’1’。以下情況時(shí)此標(biāo)志將被清除為’0’：●當(dāng)傳輸結(jié)束(主模式下，假如是連續(xù)通信的情況例外)；●當(dāng)關(guān)閉SPI模塊；●當(dāng)產(chǎn)生主模式失效(MODF=1)。假如通信不是連續(xù)的，則在每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的傳輸之間，BSY標(biāo)志為低。當(dāng)通信是連續(xù)時(shí)：●主模式下：在整個(gè)傳輸過(guò)程中，BSY標(biāo)志保持為高；●從模式下：在每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的傳輸之間，BSY標(biāo)志在一個(gè)SPI時(shí)鐘周期中為低。注： 不要使用BSY標(biāo)志解決每一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的發(fā)送和接受，最佳使用TXE和RXNE標(biāo)志。關(guān)閉SPI當(dāng)通訊結(jié)束，可以通過(guò)關(guān)閉SPI模塊來(lái)終止通訊。清除SPE位即可關(guān)閉SPI。在某些配置下，假如再傳輸尚未完畢時(shí)，就關(guān)閉SPI模塊并進(jìn)入停機(jī)模式，則也許導(dǎo)致當(dāng)前的傳輸被破壞，并且BSY標(biāo)志也變得不可信。為了避免發(fā)生這種情況，關(guān)閉SPI模塊時(shí)，建議按照下述環(huán)節(jié)操作：在主或從模式下的全雙工模式(BIDIMODE=0，RXONLY=0)1.等待RXNE=1并接受最后一個(gè)數(shù)據(jù)；2.等待TXE=1；3.等待BSY=0；4.關(guān)閉SPI(SPE=0)，最后進(jìn)入停機(jī)模式(或關(guān)閉該模塊的時(shí)鐘)。在主或從模式下的單向只發(fā)送模式(BIDIMODE=0，RXONLY=0)或雙向的發(fā)送模式(BIDIMODE=1，BIDIOE=1)在SPI_DR寄存器中寫(xiě)入最后一個(gè)數(shù)據(jù)后：1.等待TXE=1；2.等待BSY=0；3.關(guān)閉SPI(SPE=0)，最后進(jìn)入停機(jī)模式(或關(guān)閉該模塊的時(shí)鐘)。在主或從模式下的單向只接受模式(MSTR=1，BIDIMODE=0，RXONLY=1)或雙向的接受模式(MSTR=1，BIDIMODE=1，BIDIOE=0)這種情況需要特別地解決，以保證SPI不會(huì)開(kāi)始一次新的傳輸：1.等待倒數(shù)第二個(gè)(第n-1個(gè))RXNE=1；2.在關(guān)閉SPI(SPE=0)之前等待一個(gè)SPI時(shí)鐘周期(使用軟件延遲)；3.在進(jìn)入停機(jī)模式(或關(guān)閉該模塊的時(shí)鐘)之前等待最后一個(gè)RXNE=1。注： 在主模式下的單向只發(fā)送模式(MSTR=1，BDM=1，BDOE=0)時(shí)，傳輸過(guò)程中BSY標(biāo)志始終為低。在從模式下的只接受模式(MSTR=0，BIDIMODE=0，RXONLY=1)或雙向的接受模式(MSTR=0，BIDIMODE=1，BIDIOE=0)1.可以在任何時(shí)候關(guān)閉SPI(SPE=0)，SPI會(huì)在當(dāng)前的傳輸結(jié)束后被關(guān)閉；2.假如希望進(jìn)入停機(jī)模式，在進(jìn)入停機(jī)模式(或關(guān)閉該模塊的時(shí)鐘)之前必須一方面等待BSY=0。運(yùn)用DMA的SPI通信為了達(dá)成最大通信速度，需要及時(shí)往SPI發(fā)送緩沖器填數(shù)據(jù)，同樣接受緩沖器中的數(shù)據(jù)也必須及時(shí)讀走以防止溢出。為了方便高速率的數(shù)據(jù)傳輸，SPI實(shí)現(xiàn)了一種采用簡(jiǎn)樸的請(qǐng)求/應(yīng)答的DMA機(jī)制。當(dāng)SPI_CR2寄存器上的相應(yīng)使能位被設(shè)立時(shí)，SPI模塊可以發(fā)出DMA傳輸請(qǐng)求。發(fā)送緩沖器和接受緩沖器亦有各自的DMA請(qǐng)求(見(jiàn))?！癜l(fā)送時(shí)，在每次TXE被設(shè)立為’1’時(shí)發(fā)出DMA請(qǐng)求，DMA控制器則寫(xiě)數(shù)據(jù)至SPI_DR寄存器，TXE標(biāo)志因此而被清除?！窠邮軙r(shí)，在每次RXNE被設(shè)立為’1’時(shí)發(fā)出DMA請(qǐng)求，DMA控制器則從SPI_DR寄存器讀出數(shù)據(jù)，RXNE標(biāo)志因此而被清除。當(dāng)只使用SPI發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，只需使能SPI的發(fā)送DMA通道。此時(shí)，由于沒(méi)有讀取收到的數(shù)據(jù)，OVR被置為’1’(譯注：軟件不必理睬這個(gè)標(biāo)志)。當(dāng)只使用SPI接受數(shù)據(jù)時(shí)，只需使能SPI的接受DMA通道。在發(fā)送模式下，當(dāng)DMA已經(jīng)傳輸了所有要發(fā)送的數(shù)據(jù)(DMA_ISR寄存器的TCIF標(biāo)志變?yōu)椤?’)后，可以通過(guò)監(jiān)視BSY標(biāo)志以確認(rèn)SPI通信結(jié)束，這樣可以避免在關(guān)閉SPI或進(jìn)入停止模式時(shí)，破壞最后一個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸。因此軟件需要先等待TXE=1，然后等待BSY=0。注： 延遲，因此，在寫(xiě)完最后一個(gè)數(shù)據(jù)后需要先等待TXE=1再等待BSY=0。帶CRC的DMA功能當(dāng)使能SPI使用CRC檢查并且啟用DMA模式時(shí)，在通信結(jié)束時(shí)，CRC字節(jié)的發(fā)送和接受是自動(dòng)完畢的。數(shù)據(jù)和CRC傳輸結(jié)束時(shí)，SPI_SR寄存器的CRCERR標(biāo)志為’1’表達(dá)在傳輸期間發(fā)生錯(cuò)誤。23.3.10錯(cuò)誤標(biāo)志主模式失效錯(cuò)誤(MODF)主模式失效僅發(fā)生在：NSS引腳硬件模式管理下，主設(shè)備的NSS腳被拉低；或者在NSS引腳軟件模式管理下，SSI位被置為’0’時(shí)；MODF位被自動(dòng)置位。主模式失效對(duì)SPI設(shè)備有以下影響：●MODF位被置為’1’，假如設(shè)立了ERRIE位，則產(chǎn)生SPI中斷；●SPE位被清為’0’。這將停止一切輸出，并且關(guān)閉SPI接口；●MSTR位被清為’0’，因此逼迫此設(shè)備進(jìn)入從模式。下面的環(huán)節(jié)用于清除MODF位：1.當(dāng)MODF位被置為’1’時(shí)，執(zhí)行一次對(duì)SPI_SR寄存器的讀或?qū)懖僮鳎?.然后寫(xiě)SPI_CR1寄存器。在有多個(gè)MCU的系統(tǒng)中，為了避免出現(xiàn)多個(gè)從設(shè)備的沖突，必須先拉高該主設(shè)備的NSS腳，再對(duì)MODF位進(jìn)行清零。在完畢清零之后，SPE和MSTR位可以恢復(fù)到它們的原始狀態(tài)。出于安全的考慮，當(dāng)MODF位為’1’時(shí)，硬件不允許設(shè)立SPE和MSTR位。通常配置下，從設(shè)備的MODF位不能被置為’1’。然而，在多主配置里，一個(gè)設(shè)備可以在設(shè)立了MODF位的情況下，處在從設(shè)備模式；此時(shí)，MODF位表達(dá)也許出現(xiàn)了多主沖突。中斷程序可以執(zhí)行一個(gè)復(fù)位或返回到默認(rèn)狀態(tài)來(lái)從錯(cuò)誤狀態(tài)中恢復(fù)。溢犯錯(cuò)誤當(dāng)主設(shè)備已經(jīng)發(fā)送了數(shù)據(jù)字節(jié)，而從設(shè)備還沒(méi)有清除前一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)產(chǎn)生的RXNE時(shí)，即為溢出錯(cuò)誤。當(dāng)產(chǎn)生溢犯錯(cuò)誤時(shí)：●OVR位被置為’1’；當(dāng)設(shè)立了ERRIE位時(shí)，則產(chǎn)生中斷。此時(shí)，接受器緩沖器的數(shù)據(jù)不是主設(shè)備發(fā)送的新數(shù)據(jù)，讀SPI_DR寄存器返回的是之前未讀的數(shù)據(jù)，所有隨后傳送的數(shù)據(jù)都被丟棄。依次讀出SPI_DR寄存器和SPI_SR寄存器可將OVR清除。CRC錯(cuò)誤當(dāng)設(shè)立了SPI_CR寄存器上的CRCEN位時(shí)，CRC錯(cuò)誤標(biāo)志用來(lái)核對(duì)接受數(shù)據(jù)的有效性。假如移位寄存器中接受到的值(發(fā)送方發(fā)送的SPI_TXCRCR數(shù)值)與接受方SPI_RXCRCR寄存器中的數(shù)值不匹配，則SPI_SR寄存器上的CRCERR標(biāo)志被置位為’1’。23.3.11SPI中斷SPI中斷請(qǐng)求中斷事件事件標(biāo)志使能控制位發(fā)送緩沖器空標(biāo)志TXETXEIE接受緩沖器非空標(biāo)志RXNERXNEIE主模式失效事件MODFERRIE溢犯錯(cuò)誤OVRCRC錯(cuò)誤標(biāo)志CRCERRI2S功能描述小容量和中容量的STM32不支持I2S音頻協(xié)議。本節(jié)僅合用于大容量產(chǎn)品和互聯(lián)型產(chǎn)品。23.4.1 I2S功能描述I2S的框圖如下圖所示：

I2S框圖通過(guò)將寄存器SPI_I2SCFGR的I2SMOD位置為’1’，即可使能I2S功能。此時(shí)，可以把SPI模塊用作I2S音頻接口。I2S接口與SPI接口使用大體相同的引腳、標(biāo)志和中斷。I2S與SPI共用3個(gè)引腳：●SD：串行數(shù)據(jù)(映射至MOSI引腳)，用來(lái)發(fā)送和接受2路時(shí)分復(fù)用通道的數(shù)據(jù)；●WS：字選(映射至NSS引腳)，主模式下作為數(shù)據(jù)控制信號(hào)輸出，從模式下作為輸入；●CK：串行時(shí)鐘(映射至SCK引腳)，主模式下作為時(shí)鐘信號(hào)輸出，從模式下作為輸入。在某些外部音頻設(shè)備需要主時(shí)鐘時(shí)，可以另有一個(gè)附加引腳輸出時(shí)鐘：●MCK：主時(shí)鐘(獨(dú)立映射)，在I2S配置為主模式，寄存器SPI_I2SPR的MCKOE位為’1’時(shí)，作為輸出額外的時(shí)鐘信號(hào)引腳使用。輸出時(shí)鐘信號(hào)的頻率預(yù)先設(shè)立為256×Fs，其中Fs是音頻信號(hào)的采樣頻率。設(shè)立成主模式時(shí)，I2S使用自身的時(shí)鐘發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生通信用的時(shí)鐘信號(hào)。這個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器也是主時(shí)鐘輸出的時(shí)鐘源。I2S模式下有2個(gè)額外的寄存器，一個(gè)是與時(shí)鐘發(fā)生器配置相關(guān)的寄存器SPI_I2SPR，另一個(gè)是I2S通用配置寄存器SPI_I2SCFGR(可設(shè)立音頻標(biāo)準(zhǔn)、從/主模式、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)包幀、時(shí)鐘極性等參數(shù))。在I2S模式下不使用寄存器SPI_CR1和所有的CRC寄存器。同樣，I2S模式下也不使用寄存器SPI_CR2的SSOE位，和寄存器SPI_SR的MODF位和CRCERR位。I2S使用與SPI相同的寄存器SPI_DR用作16位寬模式數(shù)據(jù)傳輸。23.4.2 支持的音頻協(xié)議三線總線支持2個(gè)聲道上音頻數(shù)據(jù)的時(shí)分復(fù)用：左聲道和右聲道，但是只有一個(gè)16位寄存器用作發(fā)送或接受。因此，軟件必須在對(duì)數(shù)據(jù)寄存器寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)當(dāng)前傳輸中的聲道寫(xiě)入相應(yīng)的數(shù)據(jù)；同樣，在讀取寄存器數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)檢查寄存器SPI_SR的CHSIDE位來(lái)判明接受到的數(shù)據(jù)屬于哪個(gè)聲道。左聲道總是先于右聲道發(fā)送數(shù)據(jù)(CHSIDE位在PCM協(xié)議下無(wú)意義)。有四種可用的數(shù)據(jù)和包幀組合?？梢酝ㄟ^(guò)以下四種數(shù)據(jù)格式發(fā)送數(shù)據(jù)：●16位數(shù)據(jù)打包進(jìn)16位幀●16位數(shù)據(jù)打包進(jìn)32位幀●24位數(shù)據(jù)打包進(jìn)32位幀●32位數(shù)據(jù)打包進(jìn)32位幀在使用16位數(shù)據(jù)擴(kuò)展到32位幀時(shí)，前16位(MSB)是故意義的數(shù)據(jù)，后16位(LSB)被強(qiáng)制為0，該操作不需要軟件干預(yù)，也不需要有DMA請(qǐng)求(僅需要一次讀/寫(xiě)操作)。24位和32位數(shù)據(jù)幀需要CPU對(duì)寄存器SPI_DR進(jìn)行2次讀或?qū)懖僮?，在使用DMA時(shí)，需要2次DMA傳輸。對(duì)于24位數(shù)據(jù)，擴(kuò)展到32位后，最低8位由硬件置0。對(duì)于所有的數(shù)據(jù)格式和通訊標(biāo)準(zhǔn)，總是先發(fā)送最高位(MSB)。I2S接口支持四種音頻標(biāo)準(zhǔn)，可以通過(guò)設(shè)立寄存器SPI_I2SCFGR的I2SSTD[1:0]位和PCMSYNC位來(lái)選擇。I2S飛利浦標(biāo)準(zhǔn)在此標(biāo)準(zhǔn)下，引腳WS用來(lái)指示正在發(fā)送的數(shù)據(jù)屬于哪個(gè)聲道。在發(fā)送第一位數(shù)據(jù)(MSB)前1個(gè)時(shí)鐘周期，該引腳即為有效。

I2S飛利浦協(xié)議波形(16/32位全精度，CPOL=0)發(fā)送方在時(shí)鐘信號(hào)(CK)的下降沿改變數(shù)據(jù)，接受方在上升沿讀取數(shù)據(jù)。WS信號(hào)也在時(shí)鐘信號(hào)的下降沿變化。

I2S飛利浦協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)波形(24位幀，CPOL=0)此模式需要對(duì)寄存器SPI_DR進(jìn)行2次讀或?qū)懖僮鳌！裨诎l(fā)送模式下：假如需要發(fā)送0x8EAA33(24位)：●在接受模式下：假如接受0x8EAA33：

I2S飛利浦協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)波形(16位擴(kuò)展至32位包幀，CPOL=0)在I2S配置階段，假如選擇將16位數(shù)據(jù)擴(kuò)展到32位聲道幀，只需要訪問(wèn)一次寄存器SPI_DR。用來(lái)擴(kuò)展到32位的低16位被硬件置為0x0000。假如待傳輸或者接受的數(shù)據(jù)是0x76A3(擴(kuò)展到32位是0x76A30000)，需要的操作如下圖所示。示例在發(fā)送時(shí)需要將MSB寫(xiě)入寄存器SPI_DR；標(biāo)志位TXE為’1’表達(dá)可以寫(xiě)入新的數(shù)據(jù)，假如允許了相應(yīng)的中斷，則可以產(chǎn)生中斷。發(fā)送是由硬件完畢的，即使尚未發(fā)送出后16位的0x0000，也會(huì)設(shè)立TXE并產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。接受時(shí)，每次收到高16位半字(MSB)后，標(biāo)志位RXNE置’1’，假如允許了相應(yīng)的中斷，則可以產(chǎn)生中斷。這樣，在2次讀和寫(xiě)之間有更多的時(shí)間，可以防止下溢或者上溢的情況發(fā)生。MSB對(duì)齊標(biāo)準(zhǔn)在此標(biāo)準(zhǔn)下，WS信號(hào)和第一個(gè)數(shù)據(jù)位，即最高位(MSB)同時(shí)產(chǎn)生。=0發(fā)送方在時(shí)鐘信號(hào)的下降沿改變數(shù)據(jù)；接受方是在上升沿讀取數(shù)據(jù)。=0=0LSB對(duì)齊標(biāo)準(zhǔn)此標(biāo)準(zhǔn)與MSB對(duì)齊標(biāo)準(zhǔn)類似(在16位或32位全精度幀格式下無(wú)區(qū)別)。=0=0●在發(fā)送模式下假如要發(fā)送數(shù)據(jù)0x3478AE，需要通過(guò)軟件或者DMA對(duì)寄存器SPI_DR進(jìn)行2次寫(xiě)操作。操作流程如下圖所示?！裨诮邮苣Ｊ较录偃缫邮軘?shù)據(jù)0x3478AE，需要在2個(gè)連續(xù)的RXNE事件發(fā)生時(shí)，分別對(duì)寄存器SPI_DR進(jìn)行1次讀操作。=0在I2S配置階段，假如選擇將16位數(shù)據(jù)擴(kuò)展到32聲道幀，只需要訪問(wèn)一次寄存器SPI_DR。此時(shí)，擴(kuò)展到32位后的高半字(16位MSB)被硬件置為0x0000。假如待傳輸或者接受的數(shù)據(jù)是0x76A3(擴(kuò)展到32位是0x000076A3)，需要的操作如下圖所示。示例在發(fā)送時(shí)，假如TXE為’1’，用戶需要寫(xiě)入待發(fā)送的數(shù)據(jù)(即0x76A3)。用來(lái)擴(kuò)展到32位的0x0000部分由硬件一方面發(fā)送出去，一旦有效數(shù)據(jù)開(kāi)始從SD引腳送出，即發(fā)生下一次TXE事件。在接受時(shí)，一旦接受到有效數(shù)據(jù)(而不是0x0000部分)，即發(fā)生RXNE事件。這樣，在2次讀和寫(xiě)之間有更多的時(shí)間，可以防止下溢或者上溢的情況發(fā)生。PCM標(biāo)準(zhǔn)在PCM標(biāo)準(zhǔn)下，不存在聲道選擇的信息。PCM標(biāo)準(zhǔn)有2種可用的幀結(jié)構(gòu)，短幀或者長(zhǎng)幀，可以通過(guò)設(shè)立寄存器SPI_I2SCFGR的PCMSYNC位來(lái)選擇。對(duì)于長(zhǎng)幀，主模式下，用來(lái)同步的WS信號(hào)有效的時(shí)間固定為13位。對(duì)于短幀，用來(lái)同步的WS信號(hào)長(zhǎng)度只有1位。注意： 23.4.3 時(shí)鐘發(fā)生器I2S的比特率即擬定了在I2S數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)流和I2S的時(shí)鐘信號(hào)頻率。I2S比特率=每個(gè)聲道的比特?cái)?shù)×聲道數(shù)目×音頻采樣頻率對(duì)于一個(gè)具有左右聲道和16位音頻信號(hào)，I2S比特率計(jì)算如下I2S比特率=16×2×Fs假如包長(zhǎng)為32位，則有：I2S比特率=32×2×Fs在主模式下，為了獲得需要的音屢屢率，需要對(duì)的地對(duì)線性分頻器進(jìn)行設(shè)立。

I2S時(shí)鐘發(fā)生器結(jié)構(gòu)1.圖中x可以是2或者3。上圖中I2SxCLK的時(shí)鐘源是系統(tǒng)時(shí)鐘(即驅(qū)動(dòng)AHB時(shí)鐘的HSI、HSE或PLL)。對(duì)于互聯(lián)型產(chǎn)品，I2SxCLK可以來(lái)自SYSCLK，或PLL3VCO(2xPLL3CLK)時(shí)鐘從而得到最精確的時(shí)鐘，可以通過(guò)RCC_CFGR2寄存器的I2S2SRC和I2S3SRC位選擇。音頻的采樣頻率可以是96kHz、48kHz、44.1kHz、32kHz、22.05kHz、16kHz、11.025kHz或者8kHz(或任何此范圍內(nèi)的數(shù)值)。為了獲得需要的頻率，需按照以下公式設(shè)立線性分頻器：當(dāng)需要生成主時(shí)鐘時(shí)(寄存器SPI_I2SPR的MCKOE位為’1’)：聲道的幀長(zhǎng)為16位時(shí)，F(xiàn)s=I2SxCLK/[(16*2)*((2*I2SDIV)+ODD)*8]聲道的幀長(zhǎng)為32位時(shí)，F(xiàn)s=I2SxCLK/[(32*2)*((2*I2SDIV)+ODD)*4]當(dāng)關(guān)閉主時(shí)鐘時(shí)(MCKOE位為’0’)：聲道的幀長(zhǎng)為16位時(shí)，F(xiàn)s=I2SxCLK/[(16*2)*((2*I2SDIV)+ODD)]聲道的幀長(zhǎng)為32位時(shí)，F(xiàn)s=I2SxCLK/[(32*2)*((2*I2SDIV)+ODD)]下面2張表給出了不同時(shí)鐘配置時(shí)，精確參數(shù)的例子。注： 可以使用其它配置以達(dá)成優(yōu)化時(shí)鐘精確度的目的。SYSCLK(MHz)I2S_DIVI2S_ODDMCLK盼望值FS(Hz)實(shí)際FS(Hz)誤差16位32位16位32位16位32位16位32位7211610無(wú)9600097826.09937501.90%2.34%72231111無(wú)4800047872.3448913.040.27%1.90%72251310無(wú)4410044117.6543269.230.04%1.88%72351701無(wú)3202332142.8632142.860.44%0.44%72512501無(wú)2205022058.8222058.820.04%0.04%72703510無(wú)1600015675.7516071.430.27%0.45%721025100無(wú)1102511029.4111029.410.04%0.04%721407011無(wú)80008007.117978.720.09%0.27%722200有9600070312.1570312.1526.76%26.76%723300有4800046875468752.34%2.34%723300有4410046875468756.29%6.29%729900有3202331250312502.34%2.34%726611有2205021634.6121634.611.88%1.88%729900有1600015625156252.34%2.34%72131300有1102510817.310817.31.88%1.88%72171711有80008035.718035.710.45%0.45%表168使用標(biāo)準(zhǔn)的25MHz時(shí)鐘和PLL3得到精確的音屢屢率(只合用于互聯(lián)型產(chǎn)品)PREDIV2PLL3I2SDIVI2SODDMCLK盼望FS(Hz)實(shí)際FS(Hz)誤差16位32位16位32位16位32位16位32位16位32位16位32位66141419901無(wú)9600095942.9895942.980.0594%0.0594%712201446911無(wú)4800048003.0747971.490.0064%0.0594%881414311501無(wú)4410044102.8244102.820.0064%0.0064%1141610353011無(wú)3202332023.2432023.440.0320%0.0576%881414623100無(wú)2205022051.4122051.410.0064%0.0064%71120161393511無(wú)1600016001.0216005.120.0064%0.0320%8814141246200無(wú)1102511025.7111025.710.0064%0.0064%99202021710801無(wú)80008000.5128000.5120.0064%0.0064%44882200是9600097656.2597656.251.7253%1.7253%131316162211是4800048076.9248076.920.1603%0.1603%55994400是4410043945.3143945.310.3508%0.3508%55995511是3202331960.2231960.220.1243%0.1243%551313111111是2205022078.822078.80.1306%0.1306%9914149911是1600015990.4915990.490.0594%0.0594%881414151511是1102511025.711025.70.0064%0.0064%441010303011是80008004.6118004.6110.0576%0.0576%PREDIV2PLL3I2SDIVI2SODDMCLK盼望FS(Hz)實(shí)際FS(Hz)誤差16位32位16位32位16位32位16位32位16位32位16位32位33101016800無(wú)9600096000960000%0%662020321600無(wú)4800048000480000%0%1111202019901無(wú)4410044095.6944095.690.0098%0.0098%221010723600無(wú)3202332023320230%0%1111101019901無(wú)2205022047.8422047.840.0098%0.0098%4420201447200無(wú)1600016000160000%0%22101020910401無(wú)1102511023.9211023.920.0098%0.0098%12122020964800無(wú)8000800080000%0%2210103300是9600096000960000%0%6620204400是4800048000480000%0%2210106611是4410044307.6944307.6947.1000%0.4710%2210109900是3202332023320230%0%4413138811是2205022023.5222023.520.1200%0.1200%442020181800是1600016000160000%0%111120209911是1102511023.9211023.920.0098%0.0098%662020242400是8000800080000%0%23.4.4 I2S主模式設(shè)立I2S工作在主模式，串行時(shí)鐘由引腳CK輸出，字選信號(hào)由引腳WS產(chǎn)生?？梢酝ㄟ^(guò)設(shè)立寄存器SPI_I2SPR的MCKOE位來(lái)選擇輸出或者不輸出主時(shí)鐘(MCK)。流程1.設(shè)立寄存器SPI_I2SPR的I2SDIV[7:0]定義與音頻采樣頻率相符的串行時(shí)鐘波特率。同時(shí)也要定義寄存器SPI_I2SPR的ODD位。2.設(shè)立CKPOL位定義通信用時(shí)鐘在空閑時(shí)的電平狀態(tài)。假如需要向外部的DAC/ADC音頻器件提供主時(shí)鐘MCK，將寄存器SPI_I2SPR的MCKOE位置為’1’。(按照不同的MCK輸出狀態(tài)，計(jì)算I2SDIV和ODD的值，詳見(jiàn)23.4.3節(jié))。3.設(shè)立寄存器SPI_I2SCFGR的I2SMOD位為’1’激活I(lǐng)2S功能，設(shè)立I2SSTD[1:0]和PCMSYNC位選擇所用的I2S標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)立CHLEN選擇每個(gè)聲道的數(shù)據(jù)位數(shù)。還要設(shè)立寄存器SPI_I2SCFGR的I2SCFG[1:0]選擇I2S主模式和方向(發(fā)送端還是接受端)。4.假如需要，可以通過(guò)設(shè)立寄存器SPI_CR2來(lái)打開(kāi)所需的中斷功能和DMA功能。5.必須將寄存器SPI_I2SCFGR的I2SE位置為’1’。6.引腳WS和CK需要配置為輸出模式。假如寄存器SPI_I2SPR的MCKOE位為’1’，引腳MCK也要配置成輸出模式。發(fā)送流程當(dāng)寫(xiě)入1個(gè)半字(16位)的數(shù)據(jù)至發(fā)送緩存，發(fā)送流程開(kāi)始。假設(shè)第一個(gè)寫(xiě)入發(fā)送緩存的數(shù)據(jù)相應(yīng)的是左聲道數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)從發(fā)送緩存移到移位寄存器時(shí)，標(biāo)志位TXE置’1’，這時(shí)，要把相應(yīng)右聲道的數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩存。標(biāo)志位CHSIDE提醒了目前待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)相應(yīng)哪個(gè)聲道。標(biāo)志位CHSIDE的值在TXE為’1’時(shí)更新，因此它在TXE為’1’時(shí)故意義。在先左聲道后右聲道的數(shù)據(jù)都傳輸完畢后，才干被認(rèn)為是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀。不可以只傳輸部分?jǐn)?shù)據(jù)幀，如僅有左聲道的數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)出第一位數(shù)據(jù)的同時(shí)，半字?jǐn)?shù)據(jù)被并行地傳送至16位移位寄存器，然后后面的位依次按高位在先的順序從引腳MOSI/SD發(fā)出。每次數(shù)據(jù)從發(fā)送緩存移至移位寄存器時(shí)，標(biāo)志位TXE置為’1’，假如寄存器SPI_CR2的TXEIE位為’1’，則產(chǎn)生中斷。寫(xiě)入數(shù)據(jù)的操作取決于所選擇的I2S標(biāo)準(zhǔn)，詳見(jiàn)23.4.2節(jié)。為了保證連續(xù)的音頻數(shù)據(jù)傳輸，建議在當(dāng)前傳輸完畢之前，對(duì)寄存器SPI_DR寫(xiě)入下一個(gè)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。建議在要關(guān)閉I2S功能時(shí)，等待標(biāo)志位TXE=1及BSY=0，再將I2SE位清’0’。接受流程接受流程的配置環(huán)節(jié)除了第3點(diǎn)外，與發(fā)送流程的一致(參見(jiàn)前述的”發(fā)送流程”)，需要通過(guò)配置I2SCFG[1:0]來(lái)選擇主接受模式。無(wú)論何種數(shù)據(jù)和聲道長(zhǎng)度，音頻數(shù)據(jù)總是以16位包的形式接受。即每次填滿接受緩存后，標(biāo)志位RXNE置’1’，假如寄存器SPI_CR2的RXNEIE位為’1’，則產(chǎn)生中斷。根據(jù)配置的數(shù)據(jù)和聲道長(zhǎng)度，收到左聲道或右聲道的數(shù)據(jù)會(huì)需要1次或者2次把數(shù)據(jù)傳送到接受緩存的過(guò)程。對(duì)寄存器SPI_DR進(jìn)行讀操作即可清除RXNE標(biāo)志位。每次接受以后即更新CHSIDE。它的值取決于I2S單元產(chǎn)生的WS信號(hào)。讀取數(shù)據(jù)的操作取決于所選擇的I2S標(biāo)準(zhǔn)，詳見(jiàn)23.4.2節(jié)。假如前一個(gè)接受到的數(shù)據(jù)還沒(méi)有被讀取，又接受到新數(shù)據(jù)，即發(fā)生上溢，標(biāo)志位OVR被置為’1’，假如寄存器SPI_CR2的ERRIE位為’1’，則產(chǎn)生中斷，表達(dá)發(fā)生了錯(cuò)誤。若要關(guān)閉I2S功能，需要執(zhí)行特別的操作，以保證I2S模塊可以正常地完畢傳輸周期而不會(huì)開(kāi)始新的數(shù)據(jù)傳輸。操作過(guò)程與數(shù)據(jù)配置和通道長(zhǎng)度、以及音頻協(xié)議的模式相關(guān)：●16位數(shù)據(jù)擴(kuò)展到32位通道長(zhǎng)度(DATLEN=00并且CHLEN=1)，使用LSB(低位)對(duì)齊模式(I2SSTD=10)a)等待倒數(shù)第二個(gè)(n-1)RXNE=1；b)等待17個(gè)I2S時(shí)鐘周期(使用軟件延遲)；c)關(guān)閉I2S(I2SE=0)。●16位數(shù)據(jù)擴(kuò)展到32位通道長(zhǎng)度(DATLEN=00并且CHLEN=1)，使用MSB(高位)對(duì)齊、I2S或PCM模式(分別為I2SSTD=00，I2SSTD=01或I2SSTD=11)a)等待最后一個(gè)RXNE=1；b)等待1個(gè)I2S時(shí)鐘周期(使用軟件延遲)；c)關(guān)閉I2S(I2SE=0)?！袼衅渌麯ATLEN和CHLEN的組合，I2SSTD選擇的任意音頻模式，使用下述方式關(guān)閉I2S：a)等待倒數(shù)第二個(gè)(n-1)RXNE=1；b)等待一個(gè)I2S時(shí)鐘周期(使用軟件延遲)；c)關(guān)閉I2S(I2SE=0)。注： 在傳輸期間BSY標(biāo)志始終為低。23.4.5 I2S從模式在從模式下，I2S可以設(shè)立成發(fā)送和接受模式。從模式的配置方式基本遵循和配置主模式同樣的流程。在從模式下，不需要I2S接口提供時(shí)鐘。時(shí)鐘信號(hào)和WS信號(hào)都由外部主I2S設(shè)備提供，連接到相應(yīng)的引腳上。因此用戶無(wú)需配置時(shí)鐘。配置環(huán)節(jié)列舉如下：1.設(shè)立寄存器SPI_I2SCFGR的I2SMOD位激活I(lǐng)2S功能；設(shè)立I2SSTD[1:0]來(lái)選擇所用的I2S標(biāo)準(zhǔn)；設(shè)立DATLEN[1:0]選擇數(shù)據(jù)的比特?cái)?shù)；設(shè)立CHLEN選擇每個(gè)聲道的數(shù)據(jù)位數(shù)。設(shè)置寄存器SPI_I2SCFGR的I2SCFG[1:0]選擇I2S從模式的數(shù)據(jù)方向(發(fā)送端還是接受端)。2.根據(jù)需要，設(shè)立寄存器SPI_CR2打開(kāi)所需的中斷功能和DMA功能。3.必須設(shè)立寄存器SPI_I2SCFGR的I2SE位為’1’。發(fā)送流程當(dāng)外部主設(shè)備發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)，并且當(dāng)NSS_WS信號(hào)請(qǐng)求傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送流程開(kāi)始。必須先使能從設(shè)備，并且寫(xiě)入I2S數(shù)據(jù)寄存器之后，外部主設(shè)備才干開(kāi)始通信。對(duì)于I2S的MSB對(duì)齊和LSB對(duì)齊模式，第一個(gè)寫(xiě)入數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)項(xiàng)相應(yīng)左聲道的數(shù)據(jù)。當(dāng)開(kāi)始通信時(shí)，數(shù)據(jù)從發(fā)送緩沖器傳送到移位寄存器，然后標(biāo)志位TXE置為’1’；這時(shí)，要把相應(yīng)右聲道的數(shù)據(jù)項(xiàng)寫(xiě)入I2S數(shù)據(jù)寄存器。標(biāo)志位CHSIDE提醒了目前待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)相應(yīng)哪個(gè)聲道。與主模式的發(fā)送流程相比，在從模式中，CHSIDE取決于來(lái)自外部主I2S的WS信號(hào)。這意味著從I2S在接受到主端生成的時(shí)鐘信號(hào)之前，就要準(zhǔn)備好第一個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)。WS信號(hào)為’1’表達(dá)先發(fā)送左聲道。注意： 設(shè)立I2SE位為’1’的時(shí)間，應(yīng)當(dāng)比CK引腳上的主I2S時(shí)鐘信號(hào)早至少2個(gè)PCLK時(shí)鐘周期。當(dāng)發(fā)出第一位數(shù)據(jù)的時(shí)候，半字?jǐn)?shù)據(jù)并行地通過(guò)I2S內(nèi)部總線傳輸至16位移位寄存器，然后其它位依次按高位在先的順序從引腳MOSI/SD發(fā)出。每次數(shù)據(jù)從發(fā)送緩沖器傳送至移位寄存器時(shí)，標(biāo)志位TXE置’1’，假如寄存器SPI_CR2的TXEIE位為’1’，則產(chǎn)生中斷。注意，在對(duì)發(fā)送緩沖器寫(xiě)入數(shù)據(jù)前，要確認(rèn)標(biāo)志位TXE為’1’。寫(xiě)入數(shù)據(jù)的操作取決于所選中的I2S標(biāo)準(zhǔn)，詳見(jiàn)23.4.2節(jié)。為了保證連續(xù)的音頻數(shù)據(jù)傳輸，建議在當(dāng)前傳輸完畢之前，對(duì)寄存器SPI_DR寫(xiě)入下一個(gè)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。假如在代表下一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡谝粋€(gè)時(shí)鐘邊沿到達(dá)之前，新的數(shù)據(jù)仍然沒(méi)有寫(xiě)入寄存器SPI_DR，下溢標(biāo)志位會(huì)置’1’，并也許產(chǎn)生中斷；它指示軟件發(fā)送數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。假如寄存器SPI_CR2的ERRIE位為’1’，在寄存器SPI_SR的標(biāo)志位UDR為高是，就會(huì)產(chǎn)生中斷。建議在這時(shí)關(guān)閉I2S，然后重新從左聲道開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)。建議在清除I2SE位關(guān)閉I2S之前，先等待TXE=1并且BSY=0。接受流程配置環(huán)節(jié)除了第1點(diǎn)外，與發(fā)送流程一致。需要通過(guò)配置I2SCFG[1:0]來(lái)選擇主接受模式。無(wú)論何種數(shù)據(jù)和聲道長(zhǎng)度，音頻數(shù)據(jù)總是以16位包的形式接受，即每次填滿接受緩存，標(biāo)志位RXNE置’1’，假如寄存器SPI_CR2的RXNEIE位為’1’，則產(chǎn)生中斷。按照不同的數(shù)據(jù)和聲道長(zhǎng)度設(shè)立，收到左聲道或者右聲道數(shù)據(jù)會(huì)需要1次或者2次傳輸數(shù)據(jù)至接受緩沖器的過(guò)程。每次接受到數(shù)據(jù)(將要從SPI_DR讀出)以后即更新CHSIDE，它相應(yīng)I2S單元產(chǎn)生的WS信號(hào)。讀取SPI_DR寄存器，將清除RXNE位。讀取數(shù)據(jù)的操作取決于所選中的I2S標(biāo)準(zhǔn)，詳見(jiàn)23.4.2節(jié)。在還沒(méi)有讀出前一個(gè)接受到的數(shù)據(jù)，又接受到新數(shù)據(jù)時(shí)，即產(chǎn)生上溢，并設(shè)立標(biāo)志位OVR為’1’；假如寄存器SPI_CR2的ERRIE位為’1’，則產(chǎn)生中斷，指示發(fā)生了錯(cuò)誤。要關(guān)閉I2S功能時(shí)，需要在接受到最后一次RXNE=1時(shí)將I2SE位清’0’。注意：外部主I2S器件需要有通過(guò)音頻聲道發(fā)送/接受16位或32位數(shù)據(jù)包的功能。23.4.6 狀態(tài)標(biāo)志位有3個(gè)狀態(tài)標(biāo)志位供用戶監(jiān)控I2S總線的狀態(tài)。忙標(biāo)志位(BSY)BSY標(biāo)志由硬件設(shè)立與清除(寫(xiě)入此位無(wú)效果)，該標(biāo)志位指示I2S通信層的狀態(tài)。該位為’1’時(shí)表白I2S通訊正在進(jìn)行中，但有一個(gè)例外：主接受模式(I2SCFG=11)下，在接受期間BSY標(biāo)志始終為低。在軟件要關(guān)閉SPI模塊之前，可以使用BSY標(biāo)志檢測(cè)傳輸是否結(jié)束，這樣可以避免破壞最后一次傳輸，因此需要嚴(yán)格按照下述過(guò)程執(zhí)行。當(dāng)傳輸開(kāi)始時(shí)，BSY標(biāo)志被置為’1’，除非I2S模塊處在主接受模式。下述情況時(shí)，該標(biāo)志位被清除：●當(dāng)傳輸結(jié)束時(shí)(除了主發(fā)送模式，這種模式下通信是連續(xù)的)；●當(dāng)關(guān)閉I2S模塊時(shí)。當(dāng)通信是連續(xù)的時(shí)候：●在主發(fā)送模式時(shí)，整個(gè)傳輸期間，BSY標(biāo)志始終為高；●在從模式時(shí)，每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)傳輸之間，BSY標(biāo)志在1個(gè)I2S時(shí)鐘周期內(nèi)變低。注： 不要使用BSY標(biāo)志解決每一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的發(fā)送和接受，最佳使用TXE和RXNE標(biāo)志。發(fā)送緩存空標(biāo)志位(TXE)該標(biāo)志位為’1’表達(dá)發(fā)送緩沖器為空，可以對(duì)發(fā)送緩沖器寫(xiě)入新的待發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)送緩沖器中已有數(shù)據(jù)時(shí)，標(biāo)志位清’0’。在I2S被關(guān)閉時(shí)(I2SE位為’0’)，該標(biāo)志位也為’0’。接受緩存非空標(biāo)志位(RXNE)該標(biāo)志位置’1’表達(dá)在接受緩存里有接受到的有效數(shù)據(jù)。在讀取寄存器SPI_DR時(shí)，該位清’0’。聲道標(biāo)志位(CHSIDE)在發(fā)送模式下，該標(biāo)志位在TXE為高時(shí)刷新，指示從SD引腳上發(fā)送的數(shù)據(jù)所在的聲道。假如在從發(fā)送模式下發(fā)生了下溢錯(cuò)誤，該標(biāo)志位的值無(wú)效，在重新開(kāi)始通訊前需要把I2S關(guān)閉再打開(kāi)。在接受模式下，該標(biāo)志位在寄存器SPI_DR接受到數(shù)據(jù)時(shí)刷新，指示接受到的數(shù)據(jù)所在的聲道。注意，假如發(fā)生錯(cuò)誤(如上溢OVR)，該標(biāo)志位無(wú)意義，需要將I2S關(guān)閉再打開(kāi)(同時(shí)，假如必要修改I2S的配置)。在PCM標(biāo)準(zhǔn)下，無(wú)論短幀格式還是長(zhǎng)幀格式，這個(gè)標(biāo)志位都沒(méi)故意義。假如寄存器SPI_SR的標(biāo)志位OVR或UDR為’1’，且寄存器SPI_CR2的ERRIE位為’1’，則會(huì)產(chǎn)生中斷。(中斷源已經(jīng)被清除后)可以通過(guò)讀寄存器SPI_SR來(lái)清除中斷標(biāo)志。23.4.7 錯(cuò)誤標(biāo)志位I2S單元有2個(gè)錯(cuò)誤標(biāo)志位。下溢標(biāo)志位(UDR)在從發(fā)送模式下，假如數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡谝粋€(gè)時(shí)鐘邊沿到達(dá)時(shí)，新的數(shù)據(jù)仍然沒(méi)有寫(xiě)入SPI_DR寄存器，該標(biāo)志位會(huì)被置’1’。在寄存器SPI_I2SCFGR的I2SMOD位置’1’后，該標(biāo)志位才有效。假如寄存器SPI_CR2的ERRIE位為’1’，就會(huì)產(chǎn)生中斷。通過(guò)對(duì)寄存器SPI_SR進(jìn)行讀操作來(lái)清除該標(biāo)志位。上溢標(biāo)志位(OVR)假如還沒(méi)有讀出前一個(gè)接受到的數(shù)據(jù)時(shí)，又接受到新的數(shù)據(jù)，即產(chǎn)生上溢，該標(biāo)志位置’1’，如果寄存器SPI_CR2的ERRIE位為’1’，則產(chǎn)生中斷指示發(fā)生了錯(cuò)誤。這時(shí)，接受緩存的內(nèi)容，不會(huì)刷新為從發(fā)送設(shè)備送來(lái)的新數(shù)據(jù)。對(duì)寄存器SPI_DR的讀操作返回最后一個(gè)對(duì)的接受到的數(shù)據(jù)。其他所有在上溢發(fā)生后由發(fā)送設(shè)備發(fā)出的16位數(shù)據(jù)都會(huì)丟失。通過(guò)先讀寄存器SPI_SR再讀寄存器SPI_DR，來(lái)清除該標(biāo)志位。23.4.8 I2S中斷下表列舉了所有I2S中斷表170I2S中斷請(qǐng)求中斷事件事件標(biāo)志位使能標(biāo)志位發(fā)送緩沖器空標(biāo)志位TXETXEIE接受緩沖器非空標(biāo)志位RXNERXNEIE下溢標(biāo)志位OVRERRIE上溢標(biāo)志位UDR23.4.9 DMA功能DMA的工作方式在I2S模式除了CRC功能不可用以外，與在SPI模式完全相同。由于在I2S模式下沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)系統(tǒng)。關(guān)于寄存器描述中所用到的縮略詞可參見(jiàn)第1.1節(jié)?？梢杂冒胱?16位)或字(32位)的方式操作這些外設(shè)寄存器。23.5.1 SPI控制寄存器1(SPI_CR1)(I2S模式下不使用)地址偏移：0x00復(fù)位值：0x000015 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0BIDIMODEBIDIOECRCENCRCNEXTDFFRXONLYSSMSSILSBFIRSTSPEBR[2:0]MSTRCPOLCPHArw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw rw位15BIDIMODE：雙向數(shù)據(jù)模式使能(Bidirectionaldatamodeenable)0：選擇“雙線雙向”模式；1：選擇“單線雙向”模式。注：I2S模式下不使用。位14BIDIOE：雙向模式下的輸出使能(Outputenableinbidirectionalmode)和BIDIMODE位一起決定在“單線雙向”模式下數(shù)據(jù)的輸出方向0：輸出嚴(yán)禁(只收模式)；1：輸出使能(只發(fā)模式)。這個(gè)“單線”數(shù)據(jù)線在主設(shè)備端為MOSI引腳，在從設(shè)備端為MISO引腳。注：I2S模式下不使用。位13CRCEN：硬件CRC校驗(yàn)使能(HardwareCRCcalculationenable)0：嚴(yán)禁CRC計(jì)算；1：?jiǎn)?dòng)CRC計(jì)算。注：只有在嚴(yán)禁SPI時(shí)(SPE=0)，才干寫(xiě)該位，否則犯錯(cuò)。該位只能在全雙工模式下使用。注：I2S模式下不使用。位12CRCNEXT：下一個(gè)發(fā)送CRC(TransmitCRCnext)0：下一個(gè)發(fā)送的值來(lái)自發(fā)送緩沖區(qū)。1：下一個(gè)發(fā)送的值來(lái)自發(fā)送CRC寄存器。注：在SPI_DR寄存器寫(xiě)入最后一個(gè)數(shù)據(jù)后應(yīng)立即設(shè)立該位。注：I2S模式下不使用。位11DFF：數(shù)據(jù)幀格式(Dataframeformat)0：使用8位數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行發(fā)送/接受；1：使用16位數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行發(fā)送/接受。注：只有當(dāng)SPI嚴(yán)禁(SPE=0)時(shí)，才干寫(xiě)該位，否則犯錯(cuò)。注：I2S模式下不使用。位10RXONLY：只接受(Receiveonly)該位和BIDIMODE位一起決定在“雙線雙向”模式下的傳輸方向。在多個(gè)從設(shè)備的配置中，在未被訪問(wèn)的從設(shè)備上該位被置1，使得只有被訪問(wèn)的從設(shè)備有輸出，從而不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)沖突。0：全雙工(發(fā)送和接受)；1：嚴(yán)禁輸出(只接受模式)。注：I2S模式下不使用。位9SSM：軟件從設(shè)備管理(Softwareslavemanagement)當(dāng)SSM被置位時(shí)，NSS引腳上的電平由SSI位的值決定。0：嚴(yán)禁軟件從設(shè)備管理；1：?jiǎn)⒂密浖脑O(shè)備管理。注：I2S模式下不使用。位8SSI：內(nèi)部從設(shè)備選擇(Internalslaveselect)該位只在SSM位為’1’時(shí)故意義。它決定了NSS上的電平，在NSS引腳上的I/O操作無(wú)效。注：I2S模式下不使用。位7LSBFIRST：幀格式(Frameformat)0：先發(fā)送MSB；1：先發(fā)送LSB。注：當(dāng)通信在進(jìn)行時(shí)不能改變?cè)撐坏闹怠Ｗⅲ篒2S模式下不使用。位6SPE：SPI使能(SPIenable)0：嚴(yán)禁SPI設(shè)備；1：?jiǎn)?dòng)SPI設(shè)備。注：I2S模式下不使用。注：當(dāng)關(guān)閉SPI設(shè)備時(shí)，請(qǐng)按照第23.3.8節(jié)的過(guò)程操作。位5:3BR[2:0]：波特率控制(Baudratecontrol)000：fPCLK/2 001：fPCLK/4 010：fPCLK/8 011：fPCLK/16100：fPCLK/32 101：fPCLK/64 110：fPCLK/128 111：fPCLK/256當(dāng)通信正在進(jìn)行的時(shí)候，不能修改這些位。注意：I2S模式下不使用。位2MSTR：主設(shè)備選擇(Masterselection)0：配置為從設(shè)備；1：配置為主設(shè)備。注：當(dāng)通信正在進(jìn)行的時(shí)候，不能修改該位。注：I2S模式下不使用。位1CPOL：時(shí)鐘極性(Clockpolarity)0：空閑狀態(tài)時(shí)，SCK保持低電平；1：空閑狀態(tài)時(shí)，SCK保持高電平。注：當(dāng)通信正在進(jìn)行的時(shí)候，不能修改該位。注：I2S模式下不使用。位0CPHA：時(shí)鐘相位(Clockphase)0：數(shù)據(jù)采樣從第一個(gè)時(shí)鐘邊沿開(kāi)始；1：數(shù)據(jù)采樣從第二個(gè)時(shí)鐘邊沿開(kāi)始。注：當(dāng)通信正在進(jìn)行的時(shí)候，不能修改該位。注：I2S模式下不使用。23.5.2 SPI控制寄存器2(SPI_CR2)地址偏移：0x04復(fù)位值：0x000015 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0保存TXEIERXNEIEERRIE保存SSOETXDMAENRXDMAENres

rw rw rw

res

rw rw rw位15:8保存位，硬件強(qiáng)制為0位7TXEIE：發(fā)送緩沖區(qū)空中斷使能(Txbufferemptyinterruptenable)0：嚴(yán)禁TXE中斷；1：允許TXE中斷，當(dāng)TXE標(biāo)志置位為’1’時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。位6RXNEIE：接受緩沖區(qū)非空中斷使能(RXbuffernotemptyinterruptenable)0：嚴(yán)禁RXNE中斷；1：允許RXNE中斷，當(dāng)RXNE標(biāo)志置位時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。位5ERRIR：錯(cuò)誤中斷使能(Errorinterruptenable)當(dāng)錯(cuò)誤(CRCERR、OVR、MODF)產(chǎn)生時(shí)，該位控制是否產(chǎn)生中斷0：嚴(yán)禁錯(cuò)誤中斷；1：允許錯(cuò)誤中斷。位4:3保存位，硬件強(qiáng)制為0。位2SSOE：SS輸出使能(SSoutputenable)0：嚴(yán)禁在主模式下SS輸出，該設(shè)備可以工作在多主設(shè)備模式；1：設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)主模式下SS輸出，該設(shè)備不能工作在多主設(shè)備模式。注：I2S模式下不使用。位1TXDMAEN：發(fā)送緩沖區(qū)DMA使能(TxbufferDMAenable)當(dāng)該位被設(shè)立時(shí)，TXE標(biāo)志一旦被置位就發(fā)出DMA請(qǐng)求0：嚴(yán)禁發(fā)送緩沖區(qū)DMA；1：?jiǎn)?dòng)發(fā)送緩沖區(qū)DMA。位0RXDMAEN：接受緩沖區(qū)DMA使能(RxbufferDMAenable)當(dāng)該位被設(shè)立時(shí)，RXNE標(biāo)志一旦被置位就發(fā)出DMA請(qǐng)求0：嚴(yán)禁接受緩沖區(qū)DMA；1：?jiǎn)?dòng)接受緩沖區(qū)DMA。SPI狀態(tài)寄存器(SPI_SR)地址偏移：0x08復(fù)位值：0x000215 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0保存BSYOVRMODFCRCERRUDRCHSIDETXERXNEres

r r r rcw0 r r r r位15:8保存位，硬件強(qiáng)制為0位7BSY：忙標(biāo)志(Busyflag)0：SPI不忙；1：SPI正忙于通信，或者發(fā)送緩沖非空。該位由硬件置位或者復(fù)位。注：使用這個(gè)標(biāo)志時(shí)需要特別注意，詳見(jiàn)第23.3.7節(jié)和第HYPERLIN