Интерфейс SPI между STM32 и Arduino: Пример подключения и обмена данными

29.02.2024Вольтик.руSTM32 - проектыКомментариев нет

В этом уроке мы будем использовать микроконтроллер STM32F103C8 для обмена данными с платой Arduino через интерфейс SPI. Купить платы для данного проекта можно в каталоге нашего интернет-магазина.

Мы настроим Arduino UNO в качестве ведомого устройства (Slave), а STM32F103C8 будет выступать в качестве управляющего устройства (Master). К каждому контроллеру мы подключим дисплеи 16X2 LCD. Кроме того, к выводам PA0 на STM32 и A0 на Arduino будут подключены два потенциометра для определения значений в диапазоне от 0 до 255. Эти значения будут передаваться от мастера к слейву и обратно при изменении положения потенциометра.

Расположение пинов SPI на Arduino Uno

Интерфейс SPI между STM32 и Arduino: Пример подключения и обмена данными

SPI	Arduino Uno
MOSI	11
MISO	12
SCK	13
SS	10

Расположение пинов SPI на STM32 Blue Pill

SPI 1	SPI 2	STM32F103C8
MOSI1	MOSI2	PA7 / PB15
MISO1	MISO2	PA6 / PB14
SCK1	SCK2	PA5 / PB13
SS1	SS2	PA4 / PB12

Схема подключения

Для сборки схемы вам понадобятся следующие компоненты:

1 × STM32F103C8
1 × Arduino Uno
2 × LCD 16×2
4 × Потенциометр на 10 кОм
2 × Макетная плата
1 × Набор соединительных проводов

Таблица подключения для обмена данными по SPI между микроконтроллером STM32 и Arduino.

SPI пин	STM32F103C8	Arduino
MOSI	PA7	11
MISO	PA6	12
SCK	PA5	13
SS1	PA4	10

Таблица подключения LCD16x2 к микроконтроллерам STM32F103C8 и Arduino Uno.

LCD пин	STM32F103C8	Arduino
VSS	GND	GND
VDD	+5V	+5V
V0	Центральный пин потенциометра (для настройки контраста)	Центральный пин потенциометра (для настройки контраста)
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

Не забудьте соединить GND на Arduino и GND на STM32F103C8 вместе!

Пример кода для STM32F103C8T6 (Master)

#include <SPI.h>
#include <LiquidCrystal.h>

#define CS PA4 // Chip select pin

// Объявление имен и номеров пинов для lcd
const byte RS = PB0;
const byte EN = PB1;
const byte D4 = PB10;
const byte D5 = PB11;
const byte D6 = PC13;
const byte D7 = PC14;

LiquidCrystal lcd(RS, EN, D4, D5, D6, D7);

void setup()
{
  pinMode(CS, OUTPUT);  // Устанавливаем пин CS как выход

  Serial.begin(9600);  // Начинаем последовательную связь с битрейтом 9600
  lcd.begin(16, 2);  // Инициализируем lcd в режиме 16x2
  lcd.clear();  // Очищаем дисплей lcd

  SPI.begin();  // Инициализируем SPI
  SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV16);  // Устанавливаем делитель тактовой частоты SPI на 16 (72/16=4.5МГц)
  digitalWrite(CS, HIGH);  // Устанавливаем SlaveSelect в HIGH (чтобы мастер не соединялся со слейвом)
}

void loop()
{
  int value = analogRead(PA0);  // Считываем аналоговое значение с потенциометра на пине PA0

  int request = map(value, 0, 4096, 0, 255);  // Преобразуем значение потенциометра в диапазоне от 0 до 255 из диапазона 0 до 4096

  digitalWrite(CS, LOW);  // Начинаем общение с подключенным к мастеру слейвом

  int response = SPI.transfer(request);  // Отправляем значение от мастера к слейву и получаем ответное значение от слейва

  Serial.println("Slave Arduino to Master STM32");  // Выводим сообщение в монитор последовательного порта

  Serial.println(response);  // Выводим принятое значение в монитор последовательного порта

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Master: STM32");

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("SlaveVal:");

  lcd.print(response);  // Выводим принятое значение от слейва на дисплей lcd

  delay(500);

  digitalWrite(CS, HIGH);  // Снова устанавливаем линию CS в HIGH, чтобы не происходило связи со слейвом

  lcd.clear();  // Очищаем дисплей
}

#include <SPI.h>

#include <LiquidCrystal.h>

#define CS PA4 // Chip select pin

// Объявление имен и номеров пинов для lcd

const byte RS = PB0;

const byte EN = PB1;

const byte D4 = PB10;

const byte D5 = PB11;

const byte D6 = PC13;

const byte D7 = PC14;

LiquidCrystal lcd(RS, EN, D4, D5, D6, D7);

void setup()

{

pinMode(CS, OUTPUT); // Устанавливаем пин CS как выход

Serial.begin(9600); // Начинаем последовательную связь с битрейтом 9600

lcd.begin(16, 2); // Инициализируем lcd в режиме 16x2

lcd.clear(); // Очищаем дисплей lcd

SPI.begin(); // Инициализируем SPI

SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV16); // Устанавливаем делитель тактовой частоты SPI на 16 (72/16=4.5МГц)

digitalWrite(CS, HIGH); // Устанавливаем SlaveSelect в HIGH (чтобы мастер не соединялся со слейвом)

}

void loop()

{

int value = analogRead(PA0); // Считываем аналоговое значение с потенциометра на пине PA0

int request = map(value, 0, 4096, 0, 255); // Преобразуем значение потенциометра в диапазоне от 0 до 255 из диапазона 0 до 4096

digitalWrite(CS, LOW); // Начинаем общение с подключенным к мастеру слейвом

int response = SPI.transfer(request); // Отправляем значение от мастера к слейву и получаем ответное значение от слейва

Serial.println("Slave Arduino to Master STM32"); // Выводим сообщение в монитор последовательного порта

Serial.println(response); // Выводим принятое значение в монитор последовательного порта

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("Master: STM32");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("SlaveVal:");

lcd.print(response); // Выводим принятое значение от слейва на дисплей lcd

delay(500);

digitalWrite(CS, HIGH); // Снова устанавливаем линию CS в HIGH, чтобы не происходило связи со слейвом

lcd.clear(); // Очищаем дисплей

}

Пример кода для Arduino Uno (Slave)

#include <SPI.h>
#include <LiquidCrystal.h>
 
// Пины подключения к LCD
const byte RS = 2;
const byte EN = 3;
const byte D4 = 4;
const byte D5 = 5;
const byte D6 = 6;
const byte D7 = 7;
 
LiquidCrystal lcd(RS, EN, D4, D5, D6, D7);
 
void setup() {
  pinMode(MISO, OUTPUT);  // Устанавливаем MISO (Master In Slave Out) как выход
 
  Serial.begin(9600);  // Начинаем последовательную связь с битрейтом 9600
  lcd.begin(16, 2);  // Инициализируем LCD в режиме 16x2
  lcd.clear();  // Очищаем дисплей LCD
 
  SPCR |= _BV(SPE);  // Включаем SPI
 
  SPI.attachInterrupt();  // Подключаем прерывание к SPI
}
 
ISR(SPI_STC_vect) {
  int request = SPDR;  // Получаем данные от мастера через SPI
  int value = analogRead(A0);  // Считываем аналоговое значение с пина A0
  int response = map(value, 0, 1023, 0, 255);  // Преобразуем значение в диапазон от 0 до 255
  SPDR = response;  // Отправляем данные мастеру через SPI
 
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Slave: Arduino");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("MasterVal:");
  lcd.print(request);  // Отображаем значение, полученное от мастера, на LCD
 
  Serial.println("Master STM32 to Slave Arduino");
  Serial.println(request);  // Выводим значение в монитор последовательного порта
  lcd.clear();  // Очищаем дисплей LCD
}
 
void loop() {

}

#include <SPI.h>

#include <LiquidCrystal.h>

// Пины подключения к LCD

const byte RS = 2;

const byte EN = 3;

const byte D4 = 4;

const byte D5 = 5;

const byte D6 = 6;

const byte D7 = 7;

LiquidCrystal lcd(RS, EN, D4, D5, D6, D7);

void setup() {

pinMode(MISO, OUTPUT); // Устанавливаем MISO (Master In Slave Out) как выход

Serial.begin(9600); // Начинаем последовательную связь с битрейтом 9600

lcd.begin(16, 2); // Инициализируем LCD в режиме 16x2

lcd.clear(); // Очищаем дисплей LCD

SPCR |= _BV(SPE); // Включаем SPI

SPI.attachInterrupt(); // Подключаем прерывание к SPI

}

ISR(SPI_STC_vect) {

int request = SPDR; // Получаем данные от мастера через SPI

int value = analogRead(A0); // Считываем аналоговое значение с пина A0

int response = map(value, 0, 1023, 0, 255); // Преобразуем значение в диапазон от 0 до 255

SPDR = response; // Отправляем данные мастеру через SPI

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("Slave: Arduino");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("MasterVal:");

lcd.print(request); // Отображаем значение, полученное от мастера, на LCD

Serial.println("Master STM32 to Slave Arduino");

Serial.println(request); // Выводим значение в монитор последовательного порта

lcd.clear(); // Очищаем дисплей LCD

}

void loop() {

}

Этот пример может служить отличным стартовым пунктом для тех, кто интересуется взаимодействием микроконтроллеров через SPI и созданием разнообразных проектов, использующих этот протокол связи. С обретенными знаниями вы сможете более эффективно проектировать и разрабатывать системы, требующие связи между различными устройствами в вашем электронном арсенале!

Вольтик.ру

Вольтик - это слаженная команда амбициозных и заядлых инженеров. Мы создали этот проект с целью вовлечения вас, талантливых и начинающих профессионалов, в увлекательный мир мейкерской микроэлектроники!