STM32マイコン38(CubeIDE SPI通信設定)
1.本日の内容
(1) STM32のSPI通信設定について記載する。
(2) STM32CubeIDEのSPI通信の設定について記載する。
使用マイコン：
・目次
2.内容
2.1 SPI通信とは
・マイクロコントローラとその周辺ICの間でよく使用される通信方式の1つ
・デバイスを選択するチップセレクト又はNSSと、データの送受信、クロックの4つの線で通信を行う。
詳細：SPI通信とは - Project_OKI’s diary
2.2 CubeIDEの設定
(a) CubeIDEのPinout & Configuration のConnectivityにSPIの設定がある。
(1) モードの種類と内容
| 意味 | |
|---|---|
| Full-Duplex Master | 全二重通信方式_マスター |
| Full-Duplex Slave | 全二重通信方式_スレーブ |
| Half-Duplex Master | 半二重通信方式_マスター |
| Half-Duplex Slave | 半二重通信方式_スレーブ |
| Receive Only Master | 受信のみ_マスター |
| Receive Only Slave | 受信のみ_スレーブ |
| Transmit Only Master | 送信のみ_マスター |
| Transmit Only Slave | 送信のみ_スレーブ |
通信するデバイスのデータシートを参照して、設定を行う。
・Full Duplex Transmission：全二重通信方式
送信回線、受信回線をそれぞれ別に備えることで、送受を同時に行う。
・Half Duplex Transmission：半二重通信方式
一度に「送信」と「受信」のどちらか片方しか行えない通信方法
通信相手との間に1本だけ経路が繋がっていて、「送信」と「受信」を交互に行う
・マスター
指示を出す側。開始側。
・スレーブ
指示を受ける側。
通信の流れ
(a) マスターが対象のスレーブを選択する（NSSをアクティブにする）。
(b) マスターがクロックを発生させ、データをMOSI経由でスレーブに送信する。
(c) 同時に、スレーブはMISOを通じてデータをマスターに返信する。
(d) 通信が終了したら、マスターはNSSを非アクティブにし、次のデバイスとの通信に進む。
(2) Hardware NSS Signalの設定
| Hardware NSS Signal | 内容 |
|---|---|
| Disable |
NSS Signalを使用しない場合設定 （ソフトウェア制御下のGPIOで置き換える) |
| Hardware NSS Input Signal | NSS signalの入力設定：スレーブの時に使用 |
| Hardware NSS Output Signal | NSS signalの出力設定：マスターの時に使用 |
NSSは、マスターの場合は出力信号になり、通信時にローレベルへ落ちる。
スレーブの場合は入力となり、SS信号として働きます。
NSS：個別のスレーブ選択信号のこと。
Disableの場合、NSSとは別にチップセレクト用のGPIOを設定する。
参考：裏技!? SPIに複数のスレーブを接続する方法：Q&Aで学ぶマイコン講座（49）（2/3 ページ） - EDN Japan
(3) 基本パラメータの設定
| 設定 | 内容 |
|---|---|
| Basic Parameters | 基本パラメータ |
| Frame Format |
モトローラ又はTIを設定 通信先のデバイスの通信形式で設定する。 |
| Data Size |
SPIフレーム内のデータビットを指定。 8ビット又は16ビットサイズ。 通信先のデバイスに依存する。 |
| First Bit |
送信する最初のビット位置を指定する。 LSB：一番右端のビット。 MSB：一番左のビットを指す。 通信先のデバイスに依存する。 |
| Clock Parameters | クロックパラメータ |
| Prescaler | SPIクロックの分周比を指定する。SPIクロック速度の調整をする。 |
| Clock Polarity |
クロック信号の初期状態を指定。 CPOL=0：クロックがLowから開始。 CPOL=1：クロックがHighから開始 |
| Clock Phase |
データサンプリングのタイミングを指定。 CPHA=0：クロックの立ち上がりエッジでサンプリング。 CPHA=1：クロックの立下りエッジでサンプリング。 |
| Advanced Parameters | 高度なパラメータ |
| CRC Calculation |
SPI通信で、CRCのエラーチェックを有効/無効を設定。 有効の場合、送信データにCRCビットが追加される。 |
| NSS Signal Type |
SPIのスレーブセレクト。 Hardware NSS Signalの設定で設定される。 |
・ CRCについて
誤り検出符号の一種で、主にデータ転送などに伴う偶発的な誤りの検出によく使われている。
送信側は定められた生成多項式で除算した余りを検査データとして付加して送信し、受信側で同じ生成多項式を使用してデータを除算し、その余りを比較照合することによって受信データの誤り・破損を検出する。
参考動画：
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