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　　之前一直對SPI通信一知半解，所以想抽空把它搞得明白一些。考慮到之前是結合Flash芯片來學的，十分不直觀，而且主要把時間和精力都花在Flash芯片的datasheet和驅動上了，SPI通信也沒學好。所以這次就考慮用4位數碼管顯示模塊，模塊是直接買的現成的，如下圖所示，這樣可以簡化操作，把精力聚焦到學習的核心–SPI通信本身上來。

　　該模塊是用2片74HC595串聯驅動的，一片用來控制數碼管的位選(U1)，一片用來控制數碼管的段選(U2)。接口比較簡單，總共5個引腳，2個引腳分別接VCC和GND，DIO用來接收串行數據的輸入，SCLK用來接收同步時鐘，每個SCLK上升沿74HC595內部的移位寄存器會移一位，RCLK用來控制數據的輸出，每個RCLK上升沿74HC595內部的移位寄存器的數據會被放進存儲寄存器并輸出到外部引腳QA~QH上。而QH’是串行輸出引腳，該引腳會接收最高位的溢出，從而實現多片74HC595的級聯。

　　當兩片74HC595串聯時，先發八位數據用于段選，再發八位數據用于位選，然后RCLK上升沿，就可以驅動某位數碼管顯示某個字符，通過動態掃描數碼管，由于人眼的視覺暫停效果，就可以實現4位數碼管的同時顯示。先用通用I/O來實現該數碼管的驅動，程序如下：

　　頭文件74HC595.h

　　#ifndef __74HC595_H__

　　#define __74HC595_H__

　　#include"stm32f10x_lib.h" //包含所有的頭文件

　　#include

　　// 4-Bit LED Digital Tube Module

　　#define HC595_SCLK_PIN GPIO_Pin_5 // SPI1_SCK PA5

　　#define HC595_RCLK_PIN GPIO_Pin_12 // SPI1_NSS PA4

　　#define HC595_DIO_PIN GPIO_Pin_7 // SPI1_MOSI PA7

　　#define HC595_GPIO GPIOA

　　#define HC595_RCLK_GPIO GPIOB

　　#define HC595_RCC RCC_APB2Periph_GPIOA

　　#define HC595_RCLK_RCC RCC_APB2Periph_GPIOB

　　void HC595_Init(void);

　　void HC595_SendByte(u8 data);

　　u8 HC595_Display(u16 num, u8 dp);

　　#endif

　　源文件74HC595.c

　　// 用于HC595實現的4Bit-LED Digit Tube Module

　　// 注意：該4位數碼管是共陽的!

　　#include "74HC595.h"

　　// 碼表

　　const u8 digitTable[] =

　　{

　　// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

　　0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90,

　　// A b C d E F -

　　0x8C, 0xBF, 0xC6, 0xA1, 0x86, 0xFF, 0xbf

　　};

　　/*******************************************************************************

　　* Function Name : HC595_Init

　　* Description : 初始化HC595

　　* Input : None

　　* Output : None

　　* Return : None

　　*******************************************************************************/

　　void HC595_Init(void)

　　{

　　GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //聲明一個結構體變量

　　RCC_APB2PeriphClockCmd(HC595_RCC | HC595_RCLK_RCC, ENABLE);

//使能HC595的時鐘

　　//74HC595, SCLK RCLK DIO 推挽輸出

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = HC595_SCLK_PIN| HC595_DIO_PIN;

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //管腳頻率為50MHZ

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //輸出模式為推挽輸出

　　GPIO_Init(HC595_GPIO, &GPIO_InitStructure); //初始化寄存器

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = HC595_RCLK_PIN;

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //管腳頻率為50MHZ

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //輸出模式為推挽輸出

　　GPIO_Init(HC595_RCLK_GPIO, &GPIO_InitStructure); //初始化寄存器

　　}

　　/*******************************************************************************

　　* Function Name : HC595_SendByte

　　* Description : 發送一個字節

　　* Input : data

　　* Output : None

　　* Return : None

　　*******************************************************************************/

　　void HC595_SendByte(u8 data)

　　{

　　u8 i;

　　for (i=8; i>=1; i--)

　　{

　　// 高位在前

　　if (data&0x80)

　　GPIO_SetBits(HC595_GPIO, HC595_DIO_PIN);

　　else

　　GPIO_ResetBits(HC595_GPIO, HC595_DIO_PIN);

　　data <<= 1;

　　// SCLK上升沿

　　GPIO_ResetBits(HC595_GPIO, HC595_SCLK_PIN);

　　GPIO_SetBits(HC595_GPIO, HC595_SCLK_PIN);

　　}

　　/*******************************************************************************

　　* Function Name : HC595_Display

　　* Description : 顯示4位數字(包括小數點)

　　* Input : num: 0000 - 9999

　　* dp: 小數點的位置1-4

　　* Output : None

　　* Return : 正常返回0，錯誤返回1

　　*******************************************************************************/

　　u8 HC595_Display(u16 num, u8 dp)

　　{

　　u8 qian = 0, bai = 0, shi = 0, ge = 0;

　　// 對顯示的參數范圍進行檢查

　　if (num > 9999 || dp > 4)

　　//報錯

　　return 1;

　　// 對num進行分解

　　qian = num / 1000;

　　bai = num % 1000 / 100;

　　shi = num % 100 / 10;

　　ge = num % 10;

　　// 千位

　　if(dp == 1)

　　HC595_SendByte(digitTable[qian] & 0x7F);

　　else

　　HC595_SendByte(digitTable[qian]);

　　HC595_SendByte(0x08);

　　GPIO_ResetBits(HC595_RCLK_GPIO, HC595_RCLK_PIN);

　　GPIO_SetBits(HC595_RCLK_GPIO, HC595_RCLK_PIN);

　　// 百位

　　if(dp == 2)

　　HC595_SendByte(digitTable[bai] & 0x7F);

　　else

　　HC595_SendByte(digitTable[bai]);

　　HC595_SendByte(0x04);

　　GPIO_ResetBits(HC595_RCLK_GPIO, HC595_RCLK_PIN);

　　GPIO_SetBits(HC595_RCLK_GPIO, HC595_RCLK_PIN);

　　// 十位

　　if(dp == 3)

　　HC595_SendByte(digitTable[shi] & 0x7F);

　　else

　　HC595_SendByte(digitTable[shi]);

　　HC595_SendByte(0x02);

　　GPIO_ResetBits(HC595_RCLK_GPIO, HC595_RCLK_PIN);

　　GPIO_SetBits(HC595_RCLK_GPIO, HC595_RCLK_PIN);

　　// 個位

　　if(dp == 4)

　　HC595_SendByte(digitTable[ge] & 0x7F);

　　else

　　HC595_SendByte(digitTable[ge]);

　　HC595_SendByte(0x01);

　　GPIO_ResetBits(HC595_RCLK_GPIO, HC595_RCLK_PIN);

　　GPIO_SetBits(HC595_RCLK_GPIO, HC595_RCLK_PIN);

　　return 0;

　　}

　　接下來就可以把重心都放在STM32的SPI外設上了，首先需要讀一下STM32F10x的參考手冊的SPI(串行外設接口)部分，這樣對SPI就可以有較好的理解，比較重要的是要看懂SPI的結構框圖和主從機通信的示意圖，如下：

　　這個理解以后，我們就可以參考《STM32F103XX固件庫用戶手冊》的SPI部分來實現STM32的SPI外設配置和收發數據了，具體代碼如下：

　　頭文件74HC595_SPI.h

　　#ifndef __74HC595_SPI_H__

　　#define __74HC595_SPI_H__

　　#include"stm32f10x_lib.h" //包含所有的頭文件

　　#include

　　// 4-Bit LED Digital Tube Module

　　// 引腳 // SPI1 4位數碼管

　　#define HC595_NSS_PIN GPIO_Pin_4 // SPI1_NSS 未用

　　#define HC595_SCK_PIN GPIO_Pin_5 // SPI1_SCK SCLK

　　#define HC595_MISO_PIN GPIO_Pin_6 // SPI1_MISO 未用

　　#define HC595_MOSI_PIN GPIO_Pin_7 // SPI1_MOSI DIO

　　#define HC595_RCLK_PIN GPIO_Pin_12 // RCLK

　　// 端口

　　#define HC595_SPI1_GPIO GPIOA

　　#define HC595_RCLK_GPIO GPIOB

　　// 時鐘

　　#define HC595_SPI1_RCC RCC_APB2Periph_GPIOA

　　#define HC595_RCLK_RCC RCC_APB2Periph_GPIOB

　　void HC595_Init(void);

　　void HC595_SendByte(u8 data);

　　u8 HC595_Display(u16 num, u8 dp);

　　#endif

　　源文件74HC595_SPI.c

　　/************************省略部分代碼見(74HC595.c)************************/

　　/*******************************************************************************

　　* Function Name : HC595_Init

　　* Description : 初始化HC595

　　* Input : None

　　* Output : None

　　* Return : None

　　*******************************************************************************/

　　void HC595_Init(void)

　　{

　　GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

　　SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure; // 聲明一個結構體變量

　　// 不需要開啟AFIO時鐘

　　RCC_APB2PeriphClockCmd(HC595_SPI1_RCC | HC595_RCLK_RCC |

RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE); // 使能HC595及SPI1的時鐘

　　//74HC595, SPI1_NSS、SPI1_SCK、SPI1_MOSI

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = HC595_NSS_PIN | HC595_SCK_PIN

|HC595_MOSI_PIN;

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 管腳頻率為50MHZ

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 輸出模式為復用推挽輸出

　　GPIO_Init(HC595_SPI1_GPIO, &GPIO_InitStructure); // 初始化寄存器

　　//74HC595, SPI1_MISO

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = HC595_MISO_PIN;

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; // 輸入模式為浮空輸入

　　GPIO_Init(HC595_SPI1_GPIO, &GPIO_InitStructure); // 初始化寄存器

　　//74HC595, RCLK

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = HC595_RCLK_PIN;

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 管腳頻率為50MHZ

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 輸出模式為復用推挽輸出

　　GPIO_Init(HC595_RCLK_GPIO, &GPIO_InitStructure); // 初始化寄存器

　　/* Initialize the SPI1 according to the SPI_InitStructure members */

　　SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;

　　// 第一步：設置主從模式和通信速率

　　SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;

　　// SPI_NSS_Hard時需要外部電路把NSS接VCC, SPI_NSS_Soft時SPI外設會將SSM和SSI置位

　　SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;

　　// 實測波特率最低為SPI_BaudRatePrescaler_8，否則出錯

　　SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4;

　　// 第二步：設置數據格式

　　SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;

　　// MSB在前還是LSB在前要根據碼表和數碼管與74HC595的接法來定

　　SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;

　　// 第三步：設置時鐘和極性

　　// 當SPI_CPOL_Low且SPI_CPHA_2Edge出錯

　　SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;

　　SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;

　　//第四步：其它，CRC校驗，可靠通信，這步可以不設置

　　SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;

　　SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);

　　/* Enable SPI1 */

　　SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);

　　}

　　/*******************************************************************************

　　* Function Name : HC595_SendByte

　　* Description : 發送一個字節

　　* Input : data

　　* Output : None

　　* Return : None

　　*******************************************************************************/

　　void HC595_SendByte(u8 data)

　　{

　　SPI_I2S_SendData(SPI1, data);

　　while(!SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE));

　　}

　　/************************省略部分代碼(見74HC595.c)************************/

　　這樣就大工告成啦，STM32的SPI外設還是比較簡單的，尤其是通過庫函數來調用。用數碼管模塊這種簡單的可視化工具，我們就可以更好的研究通信協議本身的特性啦，后續我還會用這種方式來學習其它的通信協議。

　　————————————————

spi相應的資料供大家后續的學習中用來參考

stm32之SPI通信

通信協議 - UART串口協議

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