趁著幫老師代上嵌入式實驗課的機會，又重新熟悉了一遍stm32的通信協議：串口協議、SPI協議、I2C協議、RS485協議。大概半年前，是過了一遍的，但也只停留於讀了遍代碼，跑了下例程，最近又過了一遍（自己仔細的看了一遍，老師還給我們講了一遍，自己又講了一遍），然後還寫了一遍軟體模擬SPI、軟體模擬I2C的代碼，才徹底的懂了個皮毛 ，：）。稍微總結下吧，總結的不好，都是自己的理解，僅供參考，主要說軟體模擬SPI、I2C，硬體SPI和硬體I2C就不說了。
串口協議
串口協議沒什麼可說的，現在常用的串口協議，是基於以前的RS232的協議，因為RS232的引腳太多而改進過來的。
物理層只用三根引腳：TXD、RXD、GND（最好接，不然有點影響），然後TXD接RXD、RXD接TXD、GND接GND（這裡我第一次接錯過的，所以寫出來），通過有兩個收發引腳就能看出，串口協議是支持全雙工的;
協議層的話，就是起始信號（1個0表示）+數據包（5、6、7、8位可選）+校驗位（無、0、1、奇、偶可選）+停止信號（0.5、1、1.5、2個1表示）。
串口協議，很常見，多用於列印調試信息，也比較簡單；
RS485協議
RS485協議，協議層未改，只是在串口協議的物理層做了修改，外接了一個物理收發器，然後在通信雙方的兩條A、B線加了電阻，通過測A、B線的電壓差來傳送高低電平信號，所以485通信協議的特點就是抗幹擾性強、傳輸距離遠，可以組網。由於是通過A線、B線的電壓差傳輸高低電平信號，所以是半雙工的，同一時刻只能發送或者接收。物理連接方式：A線接A線，B線接B線。
如何理解半雙工、全雙工，我看到網上一個很好的例子可以幫助理解。就是說，把半雙工通信比作是對講機通信，全雙工就是手機通信，對講機同一時刻只能說或者是聽，而手機是可以同時說、聽的。
前面兩個協議比較簡單，而SPI協議、I2C協議稍微麻煩點，主要說一下。
SPI協議
SPI協議，多應用於ADC、DA、LCD等設備與MCU間，要求通信速率較高的場合。一般需要4根信號線，分別是MOSI、MISO、SCK、CS線。但是！敲黑板！有可能可以只用3根，當你通過SPI和DA設備通信的時候，MISO線就可以不要了，然後我們老師更誇張，說如果你只連一個DA設備的話，那麼CS線也可以不要，這裡我有點不敢苟同，因為畢竟片選線是控制通訊開始結束的，但這種思想是可取的了，規則是死的，人是活的，要活學活用，這裡當時聽到老師講這點的時候還是有點震撼的。扯的有點遠了。。。但其實，這裡要說的軟體模擬。
還是回到正題，接著說軟體模擬SPI，當MCU的SPI外設不夠用的時候，我們就會用GPIO去模擬SPI的方式，去和支持SPI的從設備通信。下面直接貼代碼了，代碼已經調通的了。我做的實驗是用F429IGT6通過軟體模擬SPI讀寫一款W25Q128的FLASH晶片，模擬的是模式3（CPOL=1,CPHA=1），有兩點原因：①模式3的SCK空閒電平為高電平，由高電平向低電平翻轉快，而且容易；②模式3在偶數邊沿採樣，防止第一個信號沒採到。
首先，是GPIO的初始化，CS引腳、MOSI引腳、MISO引腳、SCK引腳。除了MISO引腳配成輸入模式，其餘三個引腳都配成輸出模式（推輓輸出）。
void SPI_FLASH_Init(void)
{
/*定義一個GPIO_InitTypeDef類型的（基本IO）結構體*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/***** 使能 GPIO 時鐘 *****/
/* 使能 FLASH_SPI引腳的GPIO時鐘< SPI_CS; SPI_MOSI; SPI_MISO; SPI_SCK > （ F口 ）*/
RCC_AHB1PeriphClockCmd( RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);
/* < 配置 SPI_FLASH_SPI 引腳: SCK; MISO; MOSI > */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_9;
/* 設置引腳模式為 SPI_5 復用功能*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
/* 設置引腳速率為50MHz */
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
/* 設置引腳的輸出類型為推輓輸出*/
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
/* 設置引腳為無上拉 下拉模式*/
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
/* 調用庫函數，使用上面配置的GPIO_InitStructure初始化GPIO_F*/
GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
/* < 配置 SPI_FLASH_SPI 引腳: CS > */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
GPIOF->BSRRL = GPIO_Pin_6;//拉高CS線
GPIO_SetBits(GPIOF, GPIO_Pin_7);//拉高時鐘線，模擬模式3
}
接下來，就是基本的發送、接收函數了。延時是用Symtick來延時，為了延時精確，符合W25Q128晶片數據手冊的時序，理論上應該也可以用軟體延時（未嘗試）。
//軟體模擬SPI寫(發送)
void Soft_SPI_Write(uint8_t a)
{
uint8_t cnt;
for(cnt=0;cnt<8;cnt++)
{
GPIO_ResetBits(GPIOF, GPIO_Pin_7);//拉低CLK
Delay_us(10);//這個延時時間任意，但要大於晶片數據手冊上的(納秒級的)
if(a &0x80)
{
GPIO_SetBits(GPIOF, GPIO_Pin_9);
}
else
{
GPIO_ResetBits(GPIOF, GPIO_Pin_9);
}
a <<= 1;
Delay_us(10);
GPIO_SetBits(GPIOF, GPIO_Pin_7);//拉高CLK
Delay_us(10);
}
}
//軟體模擬SPI讀(接收)
uint8_t Soft_SPI_Read(void)
{
uint8_t cnt;
uint8_t Rxdata = 0;
for(cnt=0;cnt<8;cnt++)
{
GPIO_ResetBits(GPIOF, GPIO_Pin_7);//拉低CLK
Delay_us(10);
Rxdata <<= 1;
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOF, GPIO_Pin_8))
{
Rxdata |= 0x01;
}
GPIO_SetBits(GPIOF, GPIO_Pin_7);//拉高CLK
Delay_us(10);
}
return Rxdata;
}
然後是，W25Q128晶片的等待準備好的函數。通過讀取該晶片的BUSY位是否為1（繁忙）實現，這款FLAH 是這樣的，你要根據你要執行的操作找到要發送的指令是哪個，以及對應的時序，按照它的時序來，注意時序線上的時間。
void Soft_WaitFlahToBeReady(void)
{
u8 FLASH_Status = 0x01;
GPIOF->BSRRH = GPIO_Pin_6; //**CS低**
Soft_SPI_Write(0x05);
do
{
Soft_SPI_Write(0xFF);
FLASH_Status = Soft_SPI_Read();
}
while((FLASH_Status & 0x01) == 1);
printf("rn 繁忙狀態位為： 0x%Xrn", FLASH_Status);
GPIOF->BSRRL = GPIO_Pin_6; //**CS高**
}
再是，FLASH 的扇區擦除函數了，所有的FLASH每次寫入前都要進行擦除。
void Soft_Flash_SectorErase(u32 EraseAddr)
{
GPIOF->BSRRH = GPIO_Pin_6; //**CS低**
Soft_SPI_Write(0x06);//寫使能指令
GPIOF->BSRRL = GPIO_Pin_6; //**CS高**
GPIOF->BSRRH = GPIO_Pin_6; //**CS低**
Soft_SPI_Write(0x20);//扇區擦除指令
Soft_SPI_Write((EraseAddr & 0xFF0000) >> 16);
Soft_SPI_Write((EraseAddr & 0xFF00) >> 8);
Soft_SPI_Write((EraseAddr & 0xFF));
GPIOF->BSRRL = GPIO_Pin_6; //**CS高**
Soft_WaitFlahToBeReady();
}
再就是，頁寫入函數了，這款FLASH晶片支持三種寫入方式，單字節寫入、頁寫入（<256Bytes）、多字節寫入（基於頁寫入）。顯然，頁寫入方式比單字節寫入快，這裡我只做了頁寫入的方式，用於驗證是否成功，多字節寫入的方式可以在此方式上拓展，秉火的例程上有，可以參考。
void Soft_SPIFlashPageWrite(u8* Pbuffer,u32 Writeaddr,u16 NumberByteToWrite)
{
GPIOF->BSRRH = GPIO_Pin_6; //**CS低**
Soft_SPI_Write(0x06);//寫使能指令
GPIOF->BSRRL = GPIO_Pin_6; //**CS高**
GPIOF->BSRRH = GPIO_Pin_6; //**CS低**
Soft_SPI_Write(0x02);//寫頁寫入指令
Soft_SPI_Write((Writeaddr & 0xFF0000) >> 16);
Soft_SPI_Write((Writeaddr & 0xFF00) >> 8);
Soft_SPI_Write((Writeaddr & 0xFF));
if(NumberByteToWrite > 256)
{
NumberByteToWrite = 256;
printf("寫入的字節數大於256");
}
while(NumberByteToWrite--)
{
Soft_SPI_Write(*Pbuffer);
Pbuffer++;
}
GPIOF->BSRRL = GPIO_Pin_6; //**CS高**
Soft_WaitFlahToBeReady();
}
最後就是讀FLASH函數了，該晶片支持多字節一直讀。
void Soft_SPIFlashRead(u8* Pbuffer,u32 ReadAddr,u16 NumberByteToRead)
{
GPIOF->BSRRH = GPIO_Pin_6; //**CS低**
Delay_us(10);
Soft_SPI_Write(0x03);//寫讀使能指令
Soft_SPI_Write((ReadAddr & 0xFF0000) >> 16);
Soft_SPI_Write((ReadAddr & 0xFF00) >> 8);
Soft_SPI_Write((ReadAddr & 0xFF));
while(NumberByteToRead--)
{
//Soft_SPI_Write(0xFF);//這裡一開始是加了的，因為SPI是全雙工的，
*Pbuffer = Soft_SPI_Read();//但是加了,讀就有問題，然後仔細看了時序圖，發現其實不加也可以
Pbuffer++;
}
GPIOF->BSRRL = GPIO_Pin_6; //**CS高**
}
關鍵字：stm32 通信協議 軟體模擬SPI 軟體模擬I2C 編輯：什麼魚 引用地址：http://news.eeworld.com.cn/mcu/ic473289.html