STM32F407使用硬件SPI驱动MCP3008

前段时间校企合作项目里一块板子上用了MCP3008,一开始老是得到值，后来终于得到了，以此来写一下博客分享给大家，让大家少走弯路。言归正传，我们开始——

MCP3008介绍

MCP3008是一个逐渐接近的10位模拟数字转化器, 板载采样和保持电路. 它可编程, 提供四个伪差分输入对或八个单端输入. 微分非线性(DNL)积分非线性(INL)指定为: ±1 LSB. 通过一个兼容SPI协议的简单串行接口与设备之间进行通讯.

MCP3008通讯时序

通过查询数据手册可以看到MCP3008支持两种SPI模式：模式0 和模式3


根据上述描述编写相关 初始化代码， 位于文件bsp_spi_AD_MCP3008.c。

void SPI_AD_MCP3008_Init(void)
{
    SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    /* 使能 AD_MCP3008_SPI 及GPIO 时钟 */
    /*!<  AD_MCP3008_SPI_MISO_GPIO_CLK,
         AD_MCP3008_SPI_MOSI_GPIO_CLK,AD_MCP3008_SPI_SCK_GPIO_CLK 时钟使能 */
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(AD_MCP3008_SPI_SCK_GPIO_CLK | AD_MCP3008_SPI_MISO_GPIO_CLK | AD_MCP3008_SPI_MOSI_GPIO_CLK, ENABLE);
    /* AD_MCP3008_CS 时钟使能*/
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(AD_MCP3008_1_CS_GPIO_CLK | AD_MCP3008_2_CS_GPIO_CLK | AD_MCP3008_3_CS_GPIO_CLK, ENABLE);
    /*!< SPI_FLASH_SPI 时钟使能 */
    AD_MCP3008_SPI_CLK_INIT(AD_MCP3008_SPI_CLK, ENABLE);

    //设置引脚复用
    GPIO_PinAFConfig(AD_MCP3008_SPI_SCK_GPIO_PORT, AD_MCP3008_SPI_SCK_PINSOURCE, AD_MCP3008_SPI_SCK_AF);
    GPIO_PinAFConfig(AD_MCP3008_SPI_MISO_GPIO_PORT, AD_MCP3008_SPI_MISO_PINSOURCE, AD_MCP3008_SPI_MISO_AF);
    GPIO_PinAFConfig(AD_MCP3008_SPI_MOSI_GPIO_PORT, AD_MCP3008_SPI_MOSI_PINSOURCE, AD_MCP3008_SPI_MOSI_AF);

    /*!< 配置 SPI_FLASH_SPI 引脚: SCK */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = AD_MCP3008_SPI_SCK_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_25MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;

    GPIO_Init(AD_MCP3008_SPI_SCK_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

    /*!< 配置  引脚: MISO */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = AD_MCP3008_SPI_MISO_PIN;
    GPIO_Init(AD_MCP3008_SPI_MISO_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

    /*!< 配置  引脚: MOSI */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = AD_MCP3008_SPI_MOSI_PIN;
    GPIO_Init(AD_MCP3008_SPI_MOSI_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

    /*!< 配置  引脚: CS */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = AD_MCP3008_1_CS_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    GPIO_Init(AD_MCP3008_1_CS_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = AD_MCP3008_2_CS_PIN;
//    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    GPIO_Init(AD_MCP3008_2_CS_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = AD_MCP3008_3_CS_PIN;
//    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    GPIO_Init(AD_MCP3008_3_CS_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
    /* 停止信号 FLASH: CS引脚高电平*/
    AD_MCP3008_1_CS = 1;
    AD_MCP3008_2_CS = 1;
    AD_MCP3008_3_CS = 1;
    /* AD_MCP3008 模式配置 */
    // AD_MCP3008 支持SPI模式0及模式3，据此设置CPOL CPHA
    SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
    SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
    SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
    SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;
    SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
    SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
    SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_64;
    SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
    SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
    SPI_Init(AD_MCP3008_SPI, &SPI_InitStructure);

    /* 使能 FLASH_SPI  */
    SPI_Cmd(AD_MCP3008_SPI, ENABLE);
}

这里使用了野火的代码方式，使用了宏定义以便快速跟换SPI。

获取AD通道值

通过Datasheet可以知道：

一般使用不用使用差分，规则即可，即发送获取通道传输命令最高位为1后三位是通道数0~7，后四位不重要，我这里全部为0。

SPI发送接收步骤

1. 发送0x01开始AD转换
2. 接收SPI数据（无用的数据）
3. 发送通道传输命令（0x08|通道0~7）<<4
4. 接收SPI数据（第一个字节）
5. 发送0x00
6. 接收SPI数据（第二个字节）
7. 合成得到10位AD通道转换值

参考代码

uint16_t SPI_AD_MCP3008_X_Read(uint8_t ad_mcp3008_x, uint8_t channe)
{
    uint8_t data_temp[3] = {0,0,0};
    uint8_t cmd_temp = channe;
    uint16_t ad_value_temp = 0;
    cmd_temp &= 0x07;
    cmd_temp |= 0x08;
    cmd_temp <<= 4;
    if (ad_mcp3008_x == 0x01)
        AD_MCP3008_1_CS = 0;
    else if (ad_mcp3008_x == 0x02)
        AD_MCP3008_2_CS = 0;
    else if (ad_mcp3008_x == 0x03)
        AD_MCP3008_3_CS = 0;
//		delay_us(100);
    /* 等待发送缓冲区为空，TXE事件 */
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(AD_MCP3008_SPI, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET) {;}
    /* 写入数据寄存器，把要写入的数据写入发送缓冲区 */
    SPI_I2S_SendData(AD_MCP3008_SPI, 0x01);//传输开始指令
    /* 等待接收缓冲区非空，RXNE事件 */
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(AD_MCP3008_SPI, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) {;}

    /* 读取数据寄存器，获取接收缓冲区数据 */
    data_temp[0]=SPI_I2S_ReceiveData(AD_MCP3008_SPI);//无用数据

    /* 写入数据寄存器，把要写入的数据写入发送缓冲区 */
    SPI_I2S_SendData(AD_MCP3008_SPI, cmd_temp);//传输通道指令
    /* 等待接收缓冲区非空，RXNE事件 */
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(AD_MCP3008_SPI, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) {;}
//  delay_us(100);
    /* 读取数据寄存器，获取接收缓冲区数据 */
    data_temp[1] = SPI_I2S_ReceiveData(AD_MCP3008_SPI);
			
		SPI_I2S_SendData(AD_MCP3008_SPI, 0x00);//传输通道指令
			    /* 等待接收缓冲区非空，RXNE事件 */
		while (SPI_I2S_GetFlagStatus(AD_MCP3008_SPI, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET) {;}	
    /* 读取数据寄存器，获取接收缓冲区数据 */
    data_temp[2] = SPI_I2S_ReceiveData(AD_MCP3008_SPI);			
//  delay_us(100);
    if ((data_temp[1] & 0x04) == 0)
    {
        ad_value_temp = (data_temp[1] & 0x03);
        ad_value_temp <<= 8;
        ad_value_temp += data_temp[2];
    }
    AD_MCP3008_3_CS = 1;
    AD_MCP3008_2_CS = 1;
    AD_MCP3008_1_CS = 1;
    return ad_value_temp;
}

相关代码我已上传，有需要可以下载