stm32マイクロコントローラーでspi通信を使用する方法

以前のチュートリアルでは、2つのArduinoボード間のSPIおよびI2C通信について学習しました。このチュートリアルでは、1つのArduinoボードをSTM32F103C8であるBlue Pillボードに置き換え、SPIバスを使用してArduinoボードと通信します。このSTM32SPIの例では、2つの16X2LCDディスプレイが別々に接続されたスレーブとしてArduinoUNOを使用し、マスターとしてSTM32F103C8を使用します。2つのポテンショメータもSTM32（PA0）およびArduino（A0）に接続されており、ポテンショメータを変化させることにより、マスターからスレーブへ、およびスレーブからマスターへの送信値（0〜255）を決定します。

STM32F103C8のSPI

ArduinoとSTM32F103C8ブルーピルボードのSPIバスを比較すると、STM32には2つのSPIバスがあり、ArduinoUnoには1つのSPIバスがあります。Arduino UnoにはATMEGA328マイクロコントローラーが搭載されており、STM32F103C8にはARM Cortex- M3が搭載されているため、Arudinoボードよりも高速です。

SPI通信の詳細については、以前の記事を参照してください。

ArduinoでSPIを使用する方法：2つのArduinoボード間の通信
PICマイクロコントローラPIC16F877AとのSPI通信
ビットバンギングによるSPI通信
SPIモジュールを使用したRaspberryPi温水タンクリークディテクタ
DS3231モジュールを使用したESP32リアルタイムクロック

STM32SPIピンSTM32F103C8

SPI Line1	STM32F103C8のピン
MOSI1	PA7またはPB5
MISO1	PA6またはPB4
SCK1	PA5またはPB3
SS1	PA4またはPA15
SPI Line2
MOSI2	PB15
MISO2	PB14
SCK2	PB13
SS2	PB12

ArduinoのSPIピン

SPIライン	Arduinoでピン留め
MOSI	11またはICSP-4
味噌	12またはICSP-1
SCK	13またはICSP-3
SS	10

必要なコンポーネント

STM32F103C8
Arduino
LCD 16x2-2
10kポテンショメータ– 4
ブレッドボード
接続線

STM32SPIチュートリアルの回路図と接続

以下の表は、ArduinoとのSTM32SPI通信用に接続されたピンを示しています。

SPIピン	STM32F103C8	Arduino
MOSI	PA7	11
味噌	PA6	12
SCK	PA5	13
SS1	PA4	10

以下の表は、STM32F103C8とArduinoを別々に使用した2つのLCD（16x2）に接続されたピンを示しています。

LCDピン	STM32F103C8	Arduino
VSS	GND	GND
VDD	+ 5V	+ 5V
V0	LCDコントラスト用のポテンショメータセンターPINへ	LCDコントラスト用のポテンショメータセンターPINへ
RS	PB0	2
RW	GND	GND
E	PB1	3
D4	PB10	4
D5	PB11	5
D6	PC13	6
D7	PC14	7
A	+ 5V	+ 5V
K	GND	GND

重要：

ArduinoGNDとSTM32F103C8GNDを一緒に接続することを忘れないでください。

STM32SPIプログラミング

プログラミングはArduinoコードに似ています。同じライブラリは、STM32F103C8のプログラミングで使用されます。FTDIプログラマーを使用せずにUSBポートを使用してプログラミングできます。ArduinoIDEを使用したSTM32のプログラミングの詳細については、リンクをたどってください。

このSTM32SPIの例では、2つの16X2LCDディスプレイが別々に接続されたスレーブとしてArduinoUNOを使用し、マスターとしてSTM32F103C8を使用します。2つのポテンショメータもSTM32（PA0）およびArduino（A0）に接続されており、ポテンショメータを変化させることにより、マスターからスレーブへ、およびスレーブからマスターへの送信値（0〜255）を決定します。

アナログ入力は、ポテンショメータを回転させることにより、STM32F10C8ピンPA0（0〜3.3V）で取得されます。次に、この入力値はアナログ-デジタル値（0〜4096）に変換され、SPI通信を介して一度に送信できるのは8ビット（バイト）データのみであるため、このデジタル値はさらに（0〜255）にマップされます。

同様に、スレーブ側では、ポテンショメータを使用して、ArduinoピンA0のアナログ入力値を（0〜5V）から取得します。また、この入力値はアナログ-デジタル値（0から1023）に変換され、このデジタル値はさらに（0から255）にマッピングされます。

このチュートリアルには、マスターSTM32用とスレーブArduino用の2つのプログラムがあります。双方のための完全なプログラムは、デモンストレーションビデオでこのプロジェクトの終わりに与えられます。

マスターSTM32SPIプログラミングの説明

1.まず、 SPI通信機能を使用するためのSPIライブラリとLCD機能を使用するためのLCDライブラリを含める必要があります。また、16x2LCDのLCDピンを定義します。LCDとSTM32のインターフェースについて詳しくは、こちらをご覧ください。

#include #include const int rs = PB0、en = PB1、d4 = PB10、d5 = PB11、d6 = PC13、d7 = PC14; LiquidCrystal lcd（rs、en、d4、d5、d6、d7）;

2. void setup（）で

ボーレート9600でシリアル通信を開始します。

Serial.begin（9600）;

次にSPI通信を開始します

SPI.begin（）;

次に、SPI通信用のクロック分周器を設定します。仕切り16を設定しました。

SPI.setClockDivider（SPI_CLOCK_DIV16）;

次に、スレーブarduinoへの転送を開始しなかったため、SSピンをHIGHに設定します。

digitalWrite（SS、HIGH）;

3. void loop（）内

スレーブに値を送信する前に、スレーブ選択値をLOWにして、マスターからスレーブへの転送を開始する必要があります。

digitalWrite（SS、LOW）;

次に、ピンPA0に接続されたマスターSTM32F10C8POTからアナログ値を読み取ります。

intポット= analogRead（PA0）;

次に、この値を1バイト（0〜255）で変換します。

バイトMasterSend = map（pot、0,4096,0,255）;

ここで重要なステップは、次の文で、我々はに保存された変換後のPOT値送ってくる Mastersendのスレーブアルドゥイーノに変数を、また、スレーブのArduinoから値を受け取り、中にいることを保存 mastereceive 変数。

Mastereceive = SPI.transfer（Mastersend）;

次に、スレーブarduinoから500マイクロ秒の遅延で受信した値を表示してから、継続的に値を受信して表示します。

Serial.println（ "スレーブArduinoからマスターSTM32"）; Serial.println（MasterReceive lcd.setCursor（0,0）; lcd.print（ "Master：STM32"）; lcd.setCursor（0,1）; lcd.print（ "SalveVal："）; lcd.print（MasterReceive delay （500）; digitalWrite（SS、HIGH）;

注： Arduino IDEのシリアルモーターで結果を表示するには、serial.println（）を使用します。

スレーブArduinoSPIプログラミングの説明

1.マスターと同じように、まず、 I2C通信機能を使用するためのSPIライブラリとLCD機能を使用するためのLCDライブラリを含める必要があります。また、16x2LCDのLCDピンを定義します。

#include #include LiquidCrystal lcd（2、3、4、5、6、7）; // LCDモジュールピンを定義します（RS、EN、D4、D5、D6、D7）

2. void setup（）で

ボーレート9600でシリアル通信を開始します。

Serial.begin（9600）;

以下のステートメントは、MISOをOUTPUT（マスターINにデータを送信する必要がある）として設定します。したがって、データはスレーブArduinoのMISOを介して送信されます。

pinMode（MISO、OUTPUT）;

次に、SPI制御レジスタを使用してスレーブモードでSPIをオンにします。

SPCR- = _BV（SPE）;

次に、SPI通信の割り込みをオンにします。マスターからデータを受信すると、割り込みサービスルーチンが呼び出され、受信した値がSPDR（SPIデータレジスタ）から取得されます。

SPI.attachInterrupt（）;

マスターからの値はSPDRから取得され、 Slavereceived 変数に格納されます。これは、次の割り込みルーチン機能で行われます。

ISR（SPI_STC_vect）{Slavereceived = SPDR; 受信= true; }

3.次のvoidループ（）

ピンA0に接続されたスレーブArduinoPOTからアナログ値を読み取ります。

intポット= analogRead（A0）;

その値を1バイトで0から255に変換します。

Slavesend = map（pot、0,1023,0,255）;

次の重要なステップは、変換された値をマスターSTM32F10C8に送信することです。そのため、値をSPDRレジスタに配置します。SPDRレジスタは、値を送受信するために使用されます。

SPDR = Slavesend;

次に、マスターSTM32F103C8から受信した値（ SlaveReceive ）を500マイクロ秒の遅延でLCDに表示し、それらの値を継続的に受信して表示します。

lcd.setCursor（0,0）; lcd.print（ "スレーブ：Arduino"）; lcd.setCursor（0,1）; lcd.print（ "MasterVal："）; Serial.println（ "マスターSTM32からスレーブArduino"）; Serial.println（SlaveReceived）; lcd.print（SlaveReceived）; delay（500）;

一の側にポテンショメータを回転させ、あなたは別の側にLCD上の様々な値を見ることができます。

つまり、これが STM32でSPI通信が行われる方法です。これで、任意のSPIセンサーをSTM32ボードとインターフェースできます。

マスターSTM32とスレーブArduinoの完全なコーディングは、デモビデオとともに以下に示されています。