STM32 SPI DMA资料

简介：
本资料深入介绍STM32微控制器SPI和DMA功能的应用技巧与配置方法，涵盖硬件连接、初始化设置及软件编程实例。 关于STM32微控制器的SPI（串行外设接口）与DMA（直接内存访问）技术的应用，这里将详细阐述相关知识。 SPI是一种常用的通信协议，在微控制器与外围设备之间进行同步串行数据传输时使用得非常广泛。而DMA则允许硬件设备在不涉及CPU的情况下直接读写内存的技术，从而减少CPU负担并提高数据传输效率和速度。 实验目标是学会配置STM32的SPI寄存器及DMA寄存器，并实现SPI1与SPI2之间的通信功能。每次发送一字节的数据且可多次发送；若接收正确，则点亮LED灯作为反馈。关键在于理解如何结合使用SPI与DMA及其优势所在。 将DMA技术应用于STM32的SPI通信中，可以显著减轻CPU负担。在普通情况下，CPU需要实时检测并处理发送缓冲区的状态标志位（TXE），并将数据写入SPI数据寄存器（SPI_DR）。而当系统中有更复杂或优先级更高的任务时，这会成为一种较重的工作负荷。然而，在使用DMA进行通信的情况下，CPU只需负责准备和最终结果的处理工作，中间的数据传输过程则由DMA控制器来完成。 在连续通信过程中，如果软件能够足够快地响应并处理，则可以实现无需CPU参与的连续数据发送，并且保持SPI时钟的持续性；这样不仅可以减少BSY（忙）位清除操作的时间开销，还能有效提升传输速率。此外，由于DMA技术允许直接进行内存与外设之间的数据交换而不必通过CPU，因此在硬件层面能够降低不必要的电平转换过程中的功耗。 实验中需要特别注意对SPI寄存器的配置，包括nss（片选信号）设置、主从设备的数据帧格式规定以及确保时钟沿读写模式的一致性等。值得注意的是，在使用DMA进行SPI通信时，尽管SPI支持16位数据长度传输，但其DMA仅适用于8位数据长度。 在DMA的配置方面，则需要开启与SPI相关的RCC寄存器中的相应时钟；通常情况下无需额外启用辅助时钟，但是必须确保开启了SPI和DMA所需的时钟。同时还要正确设置DMA存储器地址（memory base address），以使DMA能够知道从哪里获取数据或将数据写入何处。 另外，SPI的全双工通信特性允许设备在发送的同时接收数据；硬件上只有一个用于读写的寄存器及两个缓冲区：一个为发送用，另一个是接收。当处于主模式时，SPI会通过MOSI（Master Output, Slave Input）引脚输出从发送缓冲区中取出的数据，并且在此过程中接收到的新字节会被写入到空出的区域；而完成传输后该新数据将被并行地送入接收寄存器。 在DMA操作期间，当SPI的发送缓冲区为空（即SPI->TXE为1）时，会向相应的DMA通道请求处理。一旦DMA确认并回应，则开始进行实际的数据交换过程；对于接收端也遵循类似的机制，在接收到新数据后触发DMA将其传输到内存中。 综上所述，结合使用DMA技术能够显著提升STM32微控制器SPI通信的性能表现：不仅能减轻CPU负担、提高传输速率和降低功耗，并且特别适合于高速连续的数据流场景。通过正确的配置SPI及DMA寄存器设置，可以充分发挥硬件的能力以实现更高效的处理流程。