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)。

代碼生成設(shè)置

????最后設(shè)置生成獨(dú)立的初始化文件。

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?；叶纫莆患拇嫫髦械臄?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。

????SPI發(fā)送函數(shù)定義。

????主程序。

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