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FPGA作为辅助设备与STM32进行SPI协议通信，通过Verilog代码实现。

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简介：
SPI，全称Serial Peripheral Interface，其英文缩写表明它代表串行外围设备接口。SPI是一种以其高速性能而闻名的通信总线，同时具备全双工和同步的特性。此外，它仅需四根管脚便可完成通信，极大地节省了芯片的管脚资源，并为电路板的布局设计提供了更大的灵活性和便利性。正是由于这种简洁实用的设计理念，使得越来越多的集成电路芯片都采用了SPI通信协议。

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  • ARM通过SPI协议与FPGA从设备通信
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    本项目探讨了如何利用ARM处理器经由SPI（串行外设接口）协议实现与其连接的FPGA从设备的数据交换和控制。 SPI (Serial Peripheral Interface) 是一种常见的串行通信协议，在微控制器如 ARM 和 FPGA 之间的数据传输中广泛使用。本段落将深入探讨通过 SPI 协议实现 ARM 与 FPGA 的通信，包括管脚分配、依赖性、中断处理以及 SPI 寄存器配置。 1. SPI 背景知识 SPI 是一个同步串行接口，由主机（Master）控制数据传输速率和时序，从机（Slave）按照主机的指令进行数据发送或接收。通常包含四个信号线：MISO（主机输入从机输出）、MOSI（主机输出从机输入）、SCK（时钟）和 SS（片选信号），在某些配置中可能还包括额外的 CS（芯片选择）信号。 2. ARM 的 SPI 功能设计 ARM 设备中的 SPI 功能通常集成在片上系统 (SoC) 中，允许与外部设备如 FPGA 建立通信。以下是关键的设计方面： ### 2.1 管脚分配 实现 SPI 通信时，需要正确地将 ARM 的 SPI 端口连接到相应的 IO 引脚。例如，MISO、MOSI、SCK 和 SS 需要与 FPGA 上的相应 SPI 接口相连。 ### 2.2 其他组件依赖性 #### 2.2.1 IO 线路配置 确保 IO 线路正确设置以适应 FPGA 的接口需求，包括电平转换和驱动能力。 #### 2.2.2 能量管理 SPI 通信可能受 ARM 内部电源管理策略影响，如低功耗模式或时钟门控。需要在 SPI 操作期间保持供电与时钟激活状态。 #### 2.2.3 中断处理 中断机制有助于提高系统效率，在传输完成或出现错误时通过中断通知处理器进行后续操作。 ### 2.3 SPI 寄存器详解 SPI 控制寄存器 (SPI_CR)、模式寄存器 (SPI_MR)、数据传输寄存器 (SPI_TDR)、片选寄存器 (SPI_CSR0) 和外围时钟使能寄存器（PMC_PCER）用于配置和控制 SPI 模块。 #### 2.3.1 SPI Control Register 该寄存器用于启动或停止 SPI 通信，设置传输模式，并处理其他相关功能。 #### 2.3.2 Mode Register (SPI_MR) 通过此寄存器设定工作模式（主/从）、数据宽度、时钟极性和相位等参数。 #### 2.3.3 Transmit Data Register 该寄存器用于写入待发送的数据，在传输完成后自动清空。 #### 2.3.4 Chip Select Register (SPI_CSR0) 此注册配置特定从机的片选信号，包括延迟时间和数据校验设置。 #### 2.3.5 Peripheral Clock Enable Register（PMC_PCER） 该寄存器用于启用或禁用 SPI 模块时钟，在操作前确保 SPI 接口已激活。 ### 2.4 SPI 寄存器配置 #### 管脚复用 在系统级的配置寄存器中设定 ARM 的 GPIO 管脚为 SPI 功能。 #### 启动 SPI 通过设置适当的标志来启动 SPI 模块中的相关寄存器启用接口功能。 #### 时钟速度和相位匹配 根据 FPGA 接口需求，使用模式寄存器调整 SPI 时钟的速率和相位配置。 调试过程中需注意信号同步、数据完整性、时钟速度一致性和片选管理。通过精确地设定这些参数可以有效地建立 ARM 和 FPGA 的SPI通信链路，并实现高效的双向数据传输。
     
  • 基于FPGA的SPI通信协议实现（Verilog）
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    本项目采用Verilog硬件描述语言，在FPGA平台上实现了SPI通信协议，旨在提高数据传输效率与可靠性，适用于嵌入式系统和物联网设备。 这段文字描述了一个包含主机发送模块和从机接收模块的代码文件。主机发送32位16进制数（一位一位发送），工作在模式0。压缩文件内的代码可以直接运行，并附带testbench文件，可以在modelsim中进行仿真。此代码基于论坛上某位网友的作品改编而来，但找不到原作者了。使用状态机编写主机的发送模块；由于项目仅需主机发送功能，从机接收模块未实现32位处理，不过代码风格清晰易懂，便于修改和复写。
     
  • 基于FPGA的Verilog语言SPI通信协议实现
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    本项目探讨了利用Verilog硬件描述语言在FPGA平台上实现SPI通信协议的方法和技术。通过详细设计和验证，展示了高效的硬件接口通讯解决方案。 该资源的SPI_salver部分主要参考了博客内容，并进行了部分调整。SPI_master部分完全由我自己编写，并且我还添加了一个testbench文件，在Vivado平台上完成了仿真并通过了K7硬件验证。建议在下载前先阅读我的相关博客文章。
     
  • 基于FPGA的SPI通信与STM32对接——Verilog代码实现
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    本项目介绍如何使用Verilog语言在FPGA平台上实现SPI通信协议，并成功将其与STM32微控制器进行数据交互。通过详细设计和验证，展示了高效硬件接口的设计流程和技术要点。 SPI是Serial Peripheral Interface的缩写，意为串行外围设备接口。SPI是一种高速、全双工和同步通信总线，在芯片管脚上仅占用四根线，节省了芯片引脚数量，并在PCB布局中节约空间，提供便利。由于其简单易用的特点，越来越多的芯片集成了这种通信协议。
     
  • DSP28335与FPGA SPI通信：C语言和Verilog代码的协同实现
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    本项目介绍如何使用TI的DSP28335通过SPI接口与FPGA进行通信，并用C语言编写DSP程序，Verilog编写FPGA逻辑。适合电子工程师学习参考。 在现代电子系统设计领域，通信技术的应用至关重要，其中DSP28335与FPGA的SPI（Serial Peripheral Interface）通信是一个重要的组成部分。作为德州仪器公司出品的一款数字信号处理器(DSP)，DSP28335以高性能和低功耗著称，并拥有丰富的外设接口，特别适合于复杂的数字信号处理任务。另一方面，FPGA因其高度可编程性和强大的并行处理能力，在电子设计领域中得到广泛应用。 SPI通信协议是一种常见的高速、全双工、同步串行通信标准，通常用于微控制器和外围设备之间的数据传输。本段落档将详细介绍如何使用C语言与Verilog硬件描述语言来实现DSP28335与FPGA间的SPI通信。文档不仅涵盖了技术原理的介绍，还强调了跨平台协作的重要性——即在嵌入式系统设计中使不同编程语言编写的代码能够协同工作。 为了深入理解整个通信过程，本段落档提供了具体的代码示例：在DSP28335端使用C语言编写程序来控制数据发送接收及整体通讯流程；而在FPGA端，则通过Verilog硬件描述语言实现相应的模块以处理接收到的数据。这两种编程方式的结合能够确保DSP28335与FPGA之间高效且可靠的SPI通信。 文档还提供了技术背景介绍，解释了为何选择SPI作为两者间的主要通信协议，并探讨如何根据特定电子系统需求选取合适的通讯方案。此外，文中还包括一系列的技术分析文章和详解材料，涵盖了从理论到实践的各个方面：包括详细的实现细节、故障诊断以及性能优化方法等。通过这些内容的学习与应用，设计师可以解决实际工作中可能遇到的问题。 综上所述，DSP28335与FPGA之间的SPI通信涉及到了硬件设计、软件编程及两者间的协作等多个技术层面。本段落档旨在为电子系统设计师提供一套完整的解决方案，帮助其实现高效的通讯和数据交换，并充分发挥DSP28335与FPGA的潜力以获取竞争优势。
     
  • SPI通信代码（FPGA与STM32）.zip
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    本资源包含FPGA与STM32通过SPI接口进行通信的详细代码示例。适用于嵌入式系统开发人员和硬件工程师学习和参考。 SPI_FPGA.c是用于STM32的程序文件，包含配置DMA接收SPI数据的相关代码和DMA中断服务函数。.v 文件则是FPGA项目的Verilog代码，其中包括了SPI模块的实现以及顶层应用文件的内容。
     
  • STM32通过SPI与NRF905通信
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    本项目介绍如何利用STM32微控制器通过SPI接口与NRF905无线收发模块进行通信，涵盖硬件连接及软件配置。 STM32 SPI方式收发NRF905是嵌入式系统实现无线通信的一种典型应用。STM32是一款基于ARM Cortex-M内核的微控制器，在各种电子设备中有广泛应用；而NRF905则是一种低功耗、长距离的无线收发器，适用于物联网、遥控和传感器网络等场景。 SPI（Serial Peripheral Interface）是用于STM32与NRF905之间数据传输的主要通信协议。它是一个全双工同步串行接口，包括主机（Master）和从机（Slave），通过四根信号线：时钟(SCLK)、主输出从输入(MOSI)、主输入从输出(MISO)以及芯片选择(CS)，来进行数据交换。 在使用STM32与NRF905进行SPI通信时，需要完成以下主要步骤： 1. 初始化STM32的SPI接口。这包括将GPIO引脚配置为SPI功能，并设置相应的分频因子、主设备模式及传输方向等参数。 2. 配置NRF905：通过向其寄存器写入特定值来设定频率范围内的频道选择以及工作模式，如发射功率和接收发送数据格式。 3. 实现数据的收发操作。具体而言就是编写代码以启动SPI通信并传输或读取所需的数据信息，在接收时还需要设置中断处理机制以便及时响应新接收到的信息。 4. 错误检测与恢复：定期检查NRF905的状态寄存器，识别可能发生的错误（如CRC校验失败、帧格式不匹配等），并采取相应措施加以解决。 5. 通信结束后关闭SPI接口以释放资源。 “King_NRF905”项目中提供了使用STM32 SPI控制NRF905进行无线数据传输的实现代码，有助于理解如何在实际应用中配置此类硬件组合，并根据自身需求进一步优化或定制相关功能。 综上所述，掌握基于SPI通信协议、熟悉NRF905特性和工作原理以及具体编程技术对开发可靠的嵌入式无线系统至关重要。
     
  • ADXL325与STM32通过SPI通信的验证代码
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    本项目提供了一段用于ADXL325加速度传感器与STM32微控制器之间通过SPI接口进行通讯的验证代码。此代码有助于开发人员快速测试和调试硬件连接及数据传输功能，确保传感器能准确地向微控制器发送加速度测量值。 ADXL345 3轴加速度传感器与STM32 SPI代码已亲测可用，有问题可在下方评论区留言。
     
  • 基于FPGA的SPI通信——与STM32交互的Verilog实现(1): FPGA开发.pdf
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    本PDF文档详细介绍了如何使用Verilog语言在FPGA上实现SPI通信接口，并通过该接口与STM32微控制器进行数据交换的基础知识和实践方法。 本段落主要介绍了FPGA作为从机与STM32进行SPI协议通信的实现方法，包括对SPI协议的基本介绍、如何在FPGA上实现SPI3模式以配合STM32通信以及部分Verilog测试代码。 一、SPI协议简要介绍 SPI（Serial Peripheral Interface）是一种高速、全双工同步通信接口，在嵌入式系统和单片机中广泛应用。它由Motorola公司推出，具有时钟线SCK、数据输入线MOSI及数据输出线MISO三个信号端口。主要特点包括：可以同时发送接收串行数据；支持主机或从机模式操作；提供可编程频率的时钟设置；具备发送结束中断标志等特性。SPI总线提供了四种工作模式（SP0, SP1, SP2, SP3），其中SPI0和SPI3是应用最为广泛的两种。 二、FPGA作为从机实现SPI3模式与STM32通信 在STM32端，使用库函数配置SPI1接口，并设置CPOL=1及CPHA=1。而在FPGA端，则通过边沿检测技术获取SCK信号的上升和下降沿标志以用于数据采样或发送操作。根据时序图设计了两个状态机，在SCK上升沿进行数据采样、在下降沿完成数据传输，且无论是读取还是写入都是高位优先（从Bit[7]到Bit[0]），共8位的数据长度。 三、Verilog代码部分测试程序 该段Verilog代码示例了如何让STM32每隔200毫秒发送流水灯控制信息给FPGA，使后者板上的四个LED实现动态变化效果；同时，FPGA每秒钟向STM32回传一次计数值，并在LCD屏上显示从0到9的循环数字。需要注意的是，这里展示的代码仅限于SPI作为从机驱动程序的部分内容，包括数据发送和接收功能。 spi模块中采用了SPI 3模式设置（CHOL = 1, CHAL = 1），并定义了clk、rst_n、CS_N、SCK及MOSI等输入信号以及输出端口MISO。通过边沿检测技术来识别SCK的上升沿与下降沿，以确保数据采样和发送操作准确无误地进行。
     
  • 通过异步FSMC实现FPGA与STM32的通信
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    本文介绍了一种使用异步FSMC技术来实现FPGA和STM32之间高效数据传输的方法，探讨了硬件连接及软件配置的具体步骤。 通过异步FSMC的方式实现FPGA与STM32之间的通信。我编写了一个程序，在该程序中使用了16位复用的地址信号线来实现在FPGA和STM32之间直接的数据交互。在FPGA内部，例化了一块具有16位宽度、4096个字深度（共计8K RAM空间）的RAM模块。其中前16个字节地址被预留用于存放三个16位寄存器，这些寄存器目前用来指示FPGA LED的三种颜色状态。当按下ARM按键后，STM32开始向数据存储区写入数据；在完成所有数据写入之后，则会进行读取操作以验证是否与之前写入的数据一致。如果两者匹配成功则表明通信测试通过，在这种情况下ARM LED会被点亮为绿色，并且FPGA LED将循环亮一次作为指示信号。