有什么方法可以实现SPI协议的Master端呢

目标：
实现spi的Master端。
这篇文章讲的非常直观易懂，看完就明白了。

1、首先配置口线，串口用来输入和打印，四个io口用来模拟spi，原本准备在一个单片机上同时模拟主从，但貌似不太可行，这种模拟的方式都是阻塞的。






2、proteus连接口线，放spi调试器和示波器，本来准备放个逻辑分析仪，但既然有spi调试器，用起来更方便，就没弄逻辑分析仪。






3、打开cubemx生成的工程，首先修改 main.h，加入口线的控制函数：

/* Private defines -----------------------------------------------------------*/
#define MASTER_CLK_Pin GPIO_PIN_1
#define MASTER_CLK_GPIO_Port GPIOC
#define MOSI_Pin GPIO_PIN_2
#define MOSI_GPIO_Port GPIOC
#define MISO_Pin GPIO_PIN_3
#define MISO_GPIO_Port GPIOC
#define CS_Pin GPIO_PIN_4
#define CS_GPIO_Port GPIOC
/* USER CODE BEGIN Private defines */


#define SCLK_SET_H  HAL_GPIO_WritePin(MASTER_CLK_GPIO_Port, MASTER_CLK_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define SCLK_SET_L  HAL_GPIO_WritePin(MASTER_CLK_GPIO_Port, MASTER_CLK_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define MOSI_SET_H  HAL_GPIO_WritePin(MOSI_GPIO_Port, MOSI_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define MOSI_SET_L  HAL_GPIO_WritePin(MOSI_GPIO_Port, MOSI_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define MISO_READ   HAL_GPIO_ReadPin(MISO_GPIO_Port, MISO_Pin)
#define CS_H        HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define CS_L        HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_RESET)

uint8_t SPI_RW_BYTE_MODE0(uint8_t data);
uint8_t SPI_RW_BYTE_MODE1(uint8_t data);
uint8_t SPI_RW_BYTE_MODE2(uint8_t data);
uint8_t SPI_RW_BYTE_MODE3(uint8_t data);
void SPI_WRITE_BUF_MODE0(uint8_t *pData,int len);
void SPI_WRITE_BUF_MODE1(uint8_t *pData,int len);
void SPI_WRITE_BUF_MODE2(uint8_t *pData,int len);
void SPI_WRITE_BUF_MODE3(uint8_t *pData,int len);
4、在主函数中，实现四种模式的单字节收发函数：
在实现函数之前，请了解spi协议的时序，以及四种模式，本文侧重仿真测试，不做具体原理讲解：
CPOL = 0 时，时钟在逻辑 0 处空闲：
MODE0: CPOL = 0,CPHA = 0，数据会在 SCK的 上升沿采样，下降沿变化。
MODE1: CPOL = 0,CPHA = 1，数据会在 SCK的 下降沿采样，上升沿变化。
CPOL = 1时，时钟在逻辑高电平处空闲：
MODE2: CPOL = 1,CPHA = 0，数据会在 SCK的 下降沿采样，上升沿变化。
MODE3: CPOL = 1,CPHA = 1，数据会在 SCK的 上升沿采样，下降沿变化。
/*MODE0: CPOL = 0,CPHA = 0，数据会在 SCK的 上升沿采样，下降沿变化。

/*
MODE0: CPOL = 0,CPHA = 0，数据会在 SCK的 上升沿采样，下降沿变化。
sck:
          --------      --------
          |      |      |      |
        ---      -------
mosi:
        ----------         
                 |             |
                 ---------------
miso:
        ----------         
                 |             |
                 ---------------
*/
uint8_t SPI_RW_BYTE_MODE0(uint8_t data)
{
    uint8_t i;
    uint8_t output=0;

    SCLK_SET_H;
    SPIDelay;
    CS_L;
    SPIDelay;
   
    for(i=0;i<8;i++)
    {   
        SCLK_SET_L;  
        SPI_SEND_BIT(data);  //下降沿发送
        SPIDelay;            //每次时钟变化之前，进行delay，确保数据稳定，对方有足够的采样时间

        SCLK_SET_H;
        SPI_READ_BIT(output);//上升沿采样,注意，必须先准备好数据，再才升上升沿，否则会出现第一个包不正确的情况。
        SPIDelay;            //每次时钟变化之前，进行delay，确保数据稳定，对方有足够的采样时间        
    }

    SCLK_SET_L;
    SPIDelay;
    CS_H;
    SPIDelay;
    return output;         
}
/*
MODE1: CPOL = 0,CPHA = 1，数据会在 SCK的 下降沿采样，上升沿变化。
sck:
          --------      -------
          |      |      |
        ---      -------
mosi:
        ---             -------
          |_____________|
miso:
        ---             -------
          |_____________|
*/                 
uint8_t SPI_RW_BYTE_MODE1(uint8_t data)
{
    uint8_t i;
    uint8_t output=0;

    SCLK_SET_L;  
    SPIDelay;
    CS_L;
    SPIDelay;
   
    for(i=0;i<8;i++)
    {   
        SCLK_SET_H;
        SPI_SEND_BIT(data);  //上升沿发送
        SPIDelay;            //每次时钟变化之前，进行delay，确保数据稳定，对方有足够的采样时间
         
        SCLK_SET_L;
        SPI_READ_BIT(output);//下降沿采样
        SPIDelay;            //每次时钟变化之前，进行delay，确保数据稳定，对方有足够的采样时间
    }

    SCLK_SET_L;
    SPIDelay;
    CS_H;
    SPIDelay;
   
    return output;         
}
/*
MODE2: CPOL = 1,CPHA = 0，数据会在 SCK的 下降沿采样，上升沿变化。
sck:
        ---      --------
          |      |      |
          --------      ---
mosi:
        ---------           
                 |
                 ----------
miso:
        ---------           
                 |
                 ----------
*/         

uint8_t SPI_RW_BYTE_MODE2(uint8_t data)
{
    uint8_t i;
    uint8_t output=0;

    SCLK_SET_L;
    SPIDelay;
    CS_L;
    SPIDelay;
   
    for(i=0;i<8;i++)
    {   
        SCLK_SET_H;            
        SPI_SEND_BIT(data);  //上升沿发送
        SPIDelay;            //每次时钟变化之前，进行delay，确保数据稳定，对方有足够的采样时间
        
        SCLK_SET_L;     
        SPI_READ_BIT(output);//下降沿采样
        SPIDelay;            //每次时钟变化之前，进行delay，确保数据稳定，对方有足够的采样时间
    }

    SCLK_SET_H;
    SPIDelay;
    CS_H;
    SPIDelay;
   
    return output;         
}






/*
MODE3: CPOL = 1,CPHA = 1，数据会在 SCK的 上升沿采样，下降沿变化。
sck:
        ---      --------
          |      |      |
          --------      ---
         
mosi:
        ---             ---
          |             |
          ---------------
         
miso:
        ---             ---
          |             |
          ---------------  
*/

uint8_t SPI_RW_BYTE_MODE3(uint8_t data)
{
    uint8_t i;
    uint8_t output=0;

    SCLK_SET_H;
    SPIDelay;
    CS_L;
    SPIDelay;
   
    for(i=0;i<8;i++)
    {   
        SCLK_SET_L;              
        SPI_SEND_BIT(data);   //下降沿发送
        SPIDelay;             //每次时钟变化之前，进行delay，确保数据稳定，对方有足够的采样时间

        SCLK_SET_H;            
        SPI_READ_BIT(output); //上升沿采样
        SPIDelay;             //每次时钟变化之前，进行delay，确保数据稳定，对方有足够的采样时间
    }

    SCLK_SET_H;
    SPIDelay;
    CS_H;
    SPIDelay;
   
    return output;         
}
5、修改串口测试程序，用于发送spi命令：


switch(aRxBuffer){
        case 'a':
            ret=SPI_RW_BYTE_MODE0(0x0a);
            snprintf(( char *)output,sizeof(output),"mode0,ret=0x%02xrn",ret);
            len  = strlen(output);                       
            break;
        case 'b':
            ret=SPI_RW_BYTE_MODE1(0x0b);
            snprintf(( char *)output,sizeof(output),"mode1,ret=0x%02xrn",ret);
            len  = strlen(output);       
            break;
        case 'c':
            ret=SPI_RW_BYTE_MODE2(0x0c);
            snprintf(( char *)output,sizeof(output),"mode2,ret=0x%02xrn",ret);
            len  = strlen(output);       
            break;
        case 'd':
            ret=SPI_RW_BYTE_MODE3(0x0d);
            snprintf(( char *)output,sizeof(output),"mode3,ret=0x%02xrn",ret);
            len  = strlen(output);       
            break;   
        case 'e':
            SPI_WRITE_BUF_MODE0(buf,sizeof(buf));
            goto END;
        case 'f':
            SPI_WRITE_BUF_MODE1(buf,sizeof(buf));
            goto END;     
        case 'g':
            SPI_WRITE_BUF_MODE2(buf,sizeof(buf));
            goto END;
        case 'h':
            SPI_WRITE_BUF_MODE3(buf,sizeof(buf));
            goto END;            
        default:
            snprintf(( char *)output,sizeof(output),"no supported commandrn");
            len  = strlen(output);       
            break;
        }
6、仿真测试结果：






7、可以双击spi访问器件，修改极性和相位，分别测试四种模式:






8、在上述工程基础上，加上buffer写入的方式：

void SPI_WRITE_BUF_MODE0(uint8_t *pData,int len)
{
    int i,j;
    uint8_t data = 0;

    SCLK_SET_H;
    SPIDelay;
    CS_L;
    SPIDelay;

    for(i=0;i         data = pData;
        for(j=0;j<8;j++)
        {   
            SCLK_SET_L;  
            SPI_SEND_BIT(data);  //下降沿发送
            SPIDelay;            //每次时钟变化之前，进行delay，确保数据稳定，对方有足够的采样时间

            SCLK_SET_H;
            SPIDelay;            //每次时钟变化之前，进行delay，确保数据稳定，对方有足够的采样时间        
        }
    }

    SCLK_SET_L;
    SPIDelay;
    CS_H;
    SPIDelay;
}


9、压力测试结果：





256个字节确认收到无误！
以上是整个实验过程，相关代码和仿真设计，请到如下地址下载（没积分也是苦恼，为了能下点东西，象征性收取1个积分，请见谅！）：