STM32資料 応用編3

SPI通信でセンサーと通信をしてみよう

今回は、SPI通信という方法を使ってICM45686のWIAレジスタを読み取ってみよう

今回やること

SPI通信とは

I2Cのようにセンサーと通信する時に使う通信形式の1つ

送受信の2本の通信線と、デバイス選択の信号線を使うことで高速通信を実現している

デバイス選択(CS)とは

SPI通信のCSピンに繋がる信号線は、選択時に0v、非選択時には3.3vに保っておく必要がある

そこでGPIOを使用し、通信直前にRESET、通信後にSETをすることでこの動作を実装できる

ピンの割り当て

ピンの設定

今回はSPI1を使うので図のようにSPIのピンを3つとGPIOを設定しよう

詳細設定

SPI1の設定を開き、BaudRateが1~5Mbits程度になるようにPrescalerの値を変更しよう

System CoreからGPIOを選択し、PB6の設定を変更しよう

回路

SPI通信は配線が増えてくるので、5VとGNDだけは間違えないように気を付けよう

プログラム

SPI通信にも読み取りの関数があるので、紹介する

SPI通信で読み取りをする関数

SPI通信では書き込み（レジスタアドレスの送信）と読み取りを同時に行うことができるため、このような関数名になっている

関数

HAL_SPI_TransmitReceive(&hspix, TxBuffer, RxBuffer, Size, TimeOut);

データの書き込みと読み取りの流れ

詳しいことまで知る必要はないが、例を出しつつ簡単に紹介する

読み取りのやりかた

SPI通信での読み取りでは、まずレジスタアドレスの8桁目を1にする

これはレジスタアドレスの後の| 0x80;という操作で実装している

その後RxBufferの2番目の要素に読み取った値が入る仕組みになっている

uint8_t tx_buffer[2] = {};
uint8_t rx_buffer[2] = {};

tx_buffer[0] = reg_addr | 0x80;//読み取りたいレジスタのアドレス
tx_buffer[1] = 0x00;//からのデータ

//CSピンをLOWにする(通信開始)
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET);

//アドレスの送信とデータの受信
HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, tx_buffer, rx_buffer, 2, 1000);

//CSピンをHIGHにする(通信終了)
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);

//受信したデータを取得(2番目の要素に入る)
uint8_t ReadValue = RxBuffer[1]

読み取り関数

このような長いかつ、繰り返すプログラムは関数にすると使いやすい

複数バイトの読み取りのために、レジスタアドレスと受信したデータを格納する配列の要素のインクリメントをしている

Read(uint8_t reg_addr, uint8_t *data, uint8_t len){

    uint8_t tx_buffer[2] = {};
    uint8_t rx_buffer[2] = {};
    
    //読み取るレジスタアドレスの数だけ繰り返す
    for(uint8_t i=0; i < len; i++){

        tx_buffer[0] = (reg_addr + i) | 0x80;//読み取りたいレジスタのアドレス
        tx_buffer[1] = 0x00;//からのデータ
            
        //CSピンをLOWにする(通信開始)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET);
            
        //アドレスの送信とデータの受信
        HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, tx_buffer, rx_buffer, 2, 1000);
            
        //CSピンをHIGHにする(通信終了)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);
            
        //受信したデータを取得(2番目の要素に入る)
        data[i] = rx_buffer[1]
    }
}

サンプルコード

実際にWIAをするためのコードを書いてみよう

上で紹介した読み取りのコードをvoid init();の前にコピペして、この関数とusartを使ってWIAの値をPCに送ってみよう

I2Cの時と同様に0xE9(233)が帰ってきたら成功

終わりに

次回はSPI通信でセンサーデータを読み取ってみよう

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