【单片机通信技术】STM32 HAL库 SPI主从机通过串口发送数据

一、说明

使用STM32F103C8T6最小系统板，让板载SPI1与SPI2通信，通过串口收发数据。本文章说明了在配置与编写时遇到的一些问题，以及详细说明如何使用cubeMAX进行代码编写。

二、CubeMAX配置

1.时钟配置选择外部高速时钟

2.系统模式与时钟配置，选中Serial Wire模式（即 SWD 调试接口），用于连接 ST-Link 等调试工具。

3.将时钟配置为72分频，在这里一定要注意按回车确认72已经填入。

4.​选择 ​Full-Duplex Master（全双工主机模式），硬件 NSS 信号：已禁用（Disable Hardware NSS Signal），在这里要注意将波特率预分频改为256，图中右侧芯片引脚视图显示 ​SPI1 的引脚已自动分配，还要注意一点是NSS（片选）​未固定引脚，我们要在配置一下这个引脚为输出，此处右边选择PA4作为NSS。

5.选择 ​全双工主机模式（Full-Duplex Master）​。

6.配置串口1选择 ​Asynchronous（异步模式），即标准的 UART 串口通信（无同步时钟线），波特率设置为115200，USART1_TX（发送引脚）​：PA9，​USART1_RX（接收引脚）​：PA10。

7.点击项目管理（Project Manager），在Project Manager（项目管理）中工具链/IDE（Toolchain/IDE）​：选择 ​MDK-ARM（Keil）​，版本 ​V5.32​（需与本地安装的 Keil 版本匹配）。

8.勾选 ​​“Generate peripheral initialization as a pair of '.c/.h' files per peripheral”​，表示每个外设（如 SPI、USART）的初始化代码会独立生成到 Src 和 Inc 文件夹中，提升代码可读性和模块化。

9.点击GENERATE CODE生成代码，随后点击open即可打开CubeMAX生成的代码。

三、Keil代码编写

1.因为我们需要SPI1与SPI2互相收发数据，所以我们直接定义出全局变量，以便于我们后期修改数。

2.在while(1)主循环中添加如下代码，

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); // 拉低CS（启动通信）

• 作用：通过拉低 GPIOA 的 PIN4（片选引脚 CS），选中连接的 SPI 从机设备。
• ​关键点：SPI 协议要求主机在通信前必须拉低从机的 CS 引脚，否则从机不会响应。

HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, &spi1_tx_data, &spi1_rx_data, 1, 100);

• 功能：通过 SPI1 同时发送 1 字节数据（0xFF）并接收 1 字节数据。
  • ​发送数据：spi1_tx_data 值为 0x66（可能用于触发从机返回数据）。
  • ​接收数据：从机响应的数据存入 spi1_rx_data。
• ​参数解析：
  • &hspi1：SPI1 的句柄（需提前配置为 ​主机模式）。
  • 1：传输数据长度为 1 字节。
  • 100：超时时间（单位：毫秒）。

char msg[50];
sprintf(msg, "SPI1 Received: 0x%02X\r\n", spi1_rx_data);
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)msg, strlen(msg), 100);

sprintf(msg, "SPI2 Received: 0x%02X\r\n", spi2_rx_data);
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)msg, strlen(msg), 100);

将 SPI 接收的数据格式化为字符串，并通过 UART1 发送。

#include "stdio.h"
#include "string.h"

sprintf()函数可能会报警告，这时应添加头函数。

HAL_Delay(500); // 延时500毫秒

每次循环间隔 500ms，避免频繁通信导致总线冲突或数据过载。

3.到此所有的代码添加完毕，点击“魔术棒”，查看ST-Link Debugger​是否勾选，点击进入Setting，勾选上Reset and Run这样在我们每次烧录完之后不需要再按下复位让单片机成功烧录。

四、现象展示

若与下图相同那么实验成功，也可以在全局变量更改接收的数值。

如出现一下现象，可能是未将单片机上SPI1的接口与SPI2的接口相连接起来，如下图接线。同时要注意ST-Link是无法打开串口数据的，要连接最小系统板的USB插口或用USB转TTL接杜邦线连接最小系统板上的A9，A10引脚。

SPI1             SPI2
SCK:  PA5 ---->  SCK:  PB13
MISO: PA6 ---->  MISO: PB14
MOSI: PA7 ---->  MOSI: PB15
CS:   PA4 ---->  CS:   PB12