SPI/I2C シリアル通信

今回はSTM32でのSPI/I2C シリアル通信について紹介します。

環境はこれまで同様、

・STM32F303K8

　+SW4STM32(System Workbench for STM32)

　+STM32CubeMX

です。

◆HALライブラリを使用したI2C通信

HALライブラリを使用したI2C通信でSTM32側がマスタの場合、

PICマイコンなどのようにACKとかRepeatStartなど考える必要はありません。

下記の読み込みか書き込みかの関数を使い分けるだけです！

HAL_I2C_Mem_Read(　I2C_HandleTypeDef *hi2c,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint16_t DevAddress,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint16_t MemAddress,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint16_t MemAddSize,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint8_t *pData,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint16_t Size,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint32_t Timeout);

HAL_I2C_Mem_Write(　I2C_HandleTypeDef *hi2c,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint16_t DevAddress,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint16_t MemAddress,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint16_t MemAddSize,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint8_t *pData,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint16_t Size,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint32_t Timeout);

非接触赤外線センサMLX90614を読みだした場合

#define　DevAddress　 (0xB4)

⇒0x5A

として読み書きされます。

R/Wを含めてアドレスを指定するようです。

環境温度読み込み時の例は下記の通り。

HAL_I2C_Mem_Read(　hi2c,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　(uint16_t)DevAddress,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　0x06,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　(uint8_t*) ret,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　3,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　100);

res=(float)(ret[0]+(ret[1]<<8))/100.0;

resに環境温度が格納されます。

LabToolを使用してデータ通信状態。

直接LabToolをI2Cラインへ接続するとインピーダンスが変わってしまうため、

1k~10kの抵抗を挟んでロギングしました。

I2Cはアドレスの表記が7bitアドレスでR/Wを含めるか、含めないか

チップメーカによってまちまちなのでそこがいつも引っかかるところです。

また、マイコンがいつもと違うと同様にまちまちなので

今回のような地味な検証が後々役立ちます。

思った以上にすんなり動いてくれました。

◆HALライブラリを使用したSPI通信

I2C同様、SPIも思った以上にシンプルでした。

デバイスのデータシートと睨めっこしながら、

main.c内のMX_SPI1_Initの設定を確認してください。

通信できない時はSPIのクロック極性やサンプル位置設定が

間違っていることがほとんどです。

hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;//SPI_POLARITY_HIGH//?!
hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_2EDGE;//SPI_PHASE_1EDGE//?!

HAL_SPI_TransmitReceive(　SPI_HandleTypeDef *hspi,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint8_t *pTxData,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint8_t *pRxData,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint16_t Size,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　uint32_t Timeout);

実際にあるデバイスで通信した場合

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4,0);//CS

HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1,sData,rData,1,100);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4,1);//CS

送受信を想定してTransmitReceiveを使用していますが、

受信専用の関数

HAL_SPI_Receive(　SPI_HandleTypeDef *hspi,

　　　　　　　　　　　　　　　uint8_t *pData,

　　　　　　　　　　　　　　　uint16_t Size,

　　　　　　　　　　　　　　　uint32_t Timeout);

送信専用関数

HAL_SPI_Transmit(　SPI_HandleTypeDef *hspi,

　　　　　　　　　　　　　　　　uint8_t *pData,

　　　　　　　　　　　　　　　　uint16_t Size,

　　　　　　　　　　　　　　　　uint32_t Timeout);

もあります。

ただ、実際に実験してみてはいませんが、

どちらかの場合でも送受信関数TransmitReceiveで

空データを使うことで同じ関数でいけそうな気がします。

SPIについても思った以上にすんなり動いてくれました。

PICの時はRepeatStartのタイミングなど色々苦労させられましたが、

STM32のHALライブラリのシリアル通信は思った以上に考えることが少なく、

すんなり動いてくれました。