概述

SPI是串行外設(shè)接口（Serial Peripheral Interface）的縮寫，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，同時(shí)為PCB的布局上節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡(jiǎn)單易用的特性，越來越多的芯片集成了這種通信協(xié)議，比如 EEPROM，F(xiàn)LASH，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，AD轉(zhuǎn)換器。 TLC5947是一款SPI接口的PWM脈寬調(diào)制24路LED驅(qū)動(dòng)模塊/RGB LED驅(qū)動(dòng)器芯片，它能驅(qū)動(dòng)24路的PWM。

硬件準(zhǔn)備

首先需要準(zhǔn)備一個(gè)開發(fā)板，這里我準(zhǔn)備的是NUCLEO-F030R8的開發(fā)板：

外部PWM模塊就是淘寶上SPI接口的TLC5947模塊。

選擇芯片型號(hào)

使用STM32CUBEMX選擇芯片stm32f030r8，如下所示：

配置時(shí)鐘源

HSE與LSE分別為外部高速時(shí)鐘和低速時(shí)鐘，在本文中使用內(nèi)置的時(shí)鐘源，故都選擇Disable選項(xiàng)，如下所示：

配置時(shí)鐘樹

STM32F0的最高主頻到48M，所以配置48即可：

SPI配置

本次實(shí)驗(yàn)使用的SPI與Flash通信，配置如下。 SPI的通信原理很簡(jiǎn)單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備，需要至少4根線，事實(shí)上3根也可以（單向傳輸時(shí)）。也是所有基于SPI的設(shè)備共有的，它們是MISO（主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入）、MOSI（主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出）、SCLK（時(shí)鐘）、CS（片選）。 （1）MISO– Master Input Slave Output,主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸出； （2）MOSI– Master Output Slave Input，主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸入； （3）SCLK – Serial Clock，時(shí)鐘信號(hào)，由主設(shè)備產(chǎn)生； （4）CS – Chip Select，從設(shè)備使能信號(hào)，由主設(shè)備控制。

接線方式

負(fù)責(zé)通訊的3根線了。通訊是通過數(shù)據(jù)交換完成的，這里先要知道SPI是串行通訊協(xié)議，也就是說數(shù)據(jù)是一位一位的傳輸?shù)?。這就是SCLK時(shí)鐘線存在的原因，由SCLK提供時(shí)鐘脈沖，SDI，SDO則基于此脈沖完成數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)輸出通過 SDO線，數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿或下降沿時(shí)改變，在緊接著的下降沿或上升沿被讀取。完成一位數(shù)據(jù)傳輸，輸入也使用同樣原理。因此，至少需要8次時(shí)鐘信號(hào)的改變（上沿和下沿為一次），才能完成8位數(shù)據(jù)的傳輸。 時(shí)鐘信號(hào)線SCLK只能由主設(shè)備控制，從設(shè)備不能控制。同樣，在一個(gè)基于SPI的設(shè)備中，至少有一個(gè)主設(shè)備。這樣的傳輸方式有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)據(jù)位的傳輸過程中可以暫停，也就是時(shí)鐘的周期可以為不等寬，因?yàn)闀r(shí)鐘線由主設(shè)備控制，當(dāng)沒有時(shí)鐘跳變時(shí)，從設(shè)備不采集或傳送數(shù)據(jù)。SPI還是一個(gè)數(shù)據(jù)交換協(xié)議：因?yàn)镾PI的數(shù)據(jù)輸入和輸出線獨(dú)立，所以允許同時(shí)完成數(shù)據(jù)的輸入和輸出。芯片集成的SPI串行同步時(shí)鐘極性和相位可以通過寄存器配置，IO模擬的SPI串行同步時(shí)鐘需要根據(jù)從設(shè)備支持的時(shí)鐘極性和相位來通訊。 最后，SPI接口的一個(gè)缺點(diǎn)：沒有指定的流控制，沒有應(yīng)答機(jī)制確認(rèn)是否接收到數(shù)據(jù)。 其中，CS是從芯片是否被主芯片選中的控制信號(hào)，也就是說只有片選信號(hào)為預(yù)先規(guī)定的使能信號(hào)時(shí)（高電位或低電位），主芯片對(duì)此從芯片的操作才有效。這就使在同一條總線上連接多個(gè)SPI設(shè)備成為可能。 TLC5947需要配置2個(gè)CS線，分別是BLANK和LAT。

生成工程設(shè)置

注意在生產(chǎn)工程設(shè)置中不能出現(xiàn)中文，不然會(huì)報(bào)錯(cuò)。

生成代碼

配置keil

TLC5947的原理及應(yīng)用

BLANK:所有恒流輸出關(guān)閉。 當(dāng)blank 接高時(shí) ，所有恒流輸出(輸出0通過out23)強(qiáng)制關(guān)閉，脈寬調(diào)制PWM定時(shí)控制器初始化，灰度計(jì)數(shù)器重置為0。 當(dāng)blank接低時(shí) ，所有恒流輸出由灰度脈寬調(diào)制定時(shí)控制器控制。 GND:負(fù)極 IREF:設(shè)置恒定電流值，設(shè)置T0到T23引腳輸出的電流值。通過在IREF和GND之間連接一個(gè)外部電阻所需要的值。 SCLK:串行數(shù)據(jù)移位時(shí)鐘。 SIN:灰度數(shù)據(jù)的串行輸入。 SOUT:串行數(shù)據(jù)輸出。 VCC:供電 XLAT:灰度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換?；叶纫莆?a href="http://wenjunhu.com/tags/寄存器/" target="_blank">寄存器中的數(shù)據(jù)以從低到高的方式移動(dòng)到灰度數(shù)據(jù)鎖存器，在XLAT引腳上轉(zhuǎn)換。當(dāng)XLAT.上升沿被輸入時(shí)，所有恒流輸出被強(qiáng)制關(guān)閉，直到下一個(gè)灰度顯示周期。灰度計(jì)數(shù)器不會(huì)隨著XLAT邊沿的上升而重置為0。 由于芯片為開漏輸出，故接線如下所示。 時(shí)序圖如下所示。

代碼

本例程向通道0中寫入呼吸燈程序通道1輸出12.5%，通道2輸出25%，通道3-通道22輸出50%，通道23輸出75%，例程代碼如下。 變量定義。

/* USER CODE BEGIN PV */
uint16_t leds[24]= 
{
512,512,1024,2048,2048,2048,
2048,2048,2048,2048,2048,2048,
2048,2048,2048,2048,2048,2048,
2048,2048,3000,2048,2048,3072
};
void TLC_Update(void);
void TLC_Write(uint8_t data);
int i=0;
int flag=0;
/* USER CODE END PV */

SPI發(fā)送函數(shù)定義。

/* USER CODE BEGIN 4 */
void TLC_Update(void)
{       
    HAL_GPIO_WritePin(BLANK_GPIO_Port, BLANK_Pin, GPIO_PIN_SET);
//        HAL_Delay(1);    
    for (int8_t i = 23; i >= 0; i -= 2)
    {
        uint8_t send1 = 0;
        uint8_t send = leds[i] >> 4;
        TLC_Write(send);
        send = (leds[i] & 0x000F);
        send <<= 4;
        send1 = (leds[i-1]) >> 8;    
        send |= send1;
        TLC_Write(send);
        send = leds[i-1];
        TLC_Write(send);
    }    

    HAL_GPIO_WritePin(XLAT_GPIO_Port, XLAT_Pin, GPIO_PIN_SET);
//        HAL_Delay(1);    
    HAL_GPIO_WritePin(XLAT_GPIO_Port, XLAT_Pin, GPIO_PIN_RESET);
//        HAL_Delay(1);    
    HAL_GPIO_WritePin(BLANK_GPIO_Port, BLANK_Pin, GPIO_PIN_RESET);

    return ;
}


void TLC_Write(uint8_t data)
{
    HAL_SPI_Transmit(&hspi1, &data, sizeof(data), 0);
    while(HAL_SPI_GetState(&hspi1) == HAL_SPI_STATE_RESET);

    return ;
}
/* USER CODE END 4 */

主程序。

/* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
        if(flag==0)//燈漸亮
                i+=5;
        else//燈漸滅
                i-=5;

        if(flag==0&&i==4095)//燈最亮
        {
            HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_SET);
            flag=1;
        }
        if(flag==1&&i==0)//燈最暗
        {
            HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);
            flag=0;
        }            
        leds[0]=i;//更新通道0的PWM
        TLC_Update();//更新PWM
        HAL_Delay(1);        
  }
  /* USER CODE END 3 */


}

審核編輯：湯梓紅