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经验谈第二期:STM32芯片通信接口开发那些事儿

  电子元器件  

jiangliu 2016-12-14

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上一篇经验谈,我们谈到了单片机、ARM和DSP三者的异同与应用分析。本期快包邀请了专注ST芯片开发的优质服务商王总,谈谈STM32芯片的通信接口以及基于ST芯片外围设计的那些事儿。以下为王总结合自身经验总结的STM32芯片的通信接口开发经验总结。

STM32芯片的通信接口是出了名的多,如STM32F103VET6单片机,它除了UART,还有SPI、CAN、I2C等通信接口。一个单片机,为什么会有这么多的通信接口?一种接口不够用么!这是一部分小伙伴的疑问。

基于单片机的电子产品,从简单的到复杂的,基本上没有只用单片机就可以完成了。这一点,大家在看到很多电子产品的电路板之后就发现了,上面有若干个芯片。带有单片机的电路板上,其他的芯片都被称作单片机的外围芯片。

根据不同的应用,有不同的外围芯片。这些外围芯片有很多种,例如加速度传感器芯片、数字收音机芯片、存储芯片、无线通信芯片、放大器芯片、温度传感器芯片等等。当然,除了外围芯片,还会有很多的电子元件,诸如电阻电容三极管MOS管等。

下面就开始介绍我曾经做过的开发板所要连接的一些外围芯片。

I2C通信芯片

STM32F103VET6有2个I2C口,分别是I2C1和I2C2,我们用I2C1口来学习。和它连接的芯片我们选择AT24C02,这是一个EEPROM类型的存储芯片。

EEPROM芯片是我们做任何产品时经常会用到的芯片,最常见的是Atmel公司的AT24XX系列。所以这个芯片也是我们开发板上必须要有的芯片。这个芯片说白了,就是个存储芯片。(一般的单片机由ROM和RAM构成,ROM用来放程序,RAM用来放程序运行时的数据,单片机运行完了关机后,ROM中的内容还是原来的程序,RAM中的内容也都没有了。如果想要保存数据,就需要外加一个存储芯片了。)

这个芯片的用途就是保存一些不允许掉电丢失的数据。举个例子,一个产品需要限定用户的使用次数,每开机一次,就记录一次,如果达到10000次,就需要维护,这里的使用次数,就需要掉电不丢失。

这里虽然连接的是硬件I2C口,但是也可以把I2C口的两个引脚配置为普通的IO口模拟I2C时序来学习I2C通信,作为单片机的初学者,强烈建议要先学习普通IO模拟I2C时序。

SPI通信芯片

STM32F103VET6有2个SPI接口,分别是SPI1和SPI2,我们用无线通信芯片NRF24L01和W25Q16来连接SPI1口,SPI2口用作和触摸屏芯片XPT2046通信。

作为初学者,看到SPI1口同时连接了W25Q16和NRF24L01两个芯片,感到诧异,为什么一个SPI口可以连接2个芯片?要理解这个原因,需要先简单的知道一下SPI通信的原理,SPI通信都会有一个CS片选引脚,听名字,片选引脚,也就是“选择哪一个芯片”的意思,也就是说,你的SPI口可以连接很多SPI通信的芯片,只要每个芯片的CS引脚连接到单片机不同的CS引脚就可以了。到时候,你要和哪个芯片通信,就把哪个芯片对应的CS引脚拉低就可以了。

W25Q16也是存储芯片,它与前面说的AT24C02的不同之处是,W25Q16是FLASH类型的存储芯片。你有机会的话,就会见到在实际的产品中,也有同时出现EEPROM和FLASH两种存储芯片的时候。FLASH类型的存储芯片一般要比EEPROM类型的芯片存储更多的内容,容量更大。

我们使用的时候,有一点非常重要,就是EEPROM可以一个字节一个字节的修改,而FLASH的话,即使你要修改一个字节,也需要先擦除一整页(256个字节)。所以,如果我们要存储字节为单位的数据的话,就用EEPROM,如果要存储很多数据的话,就用FLASH。

值得一提的是,ST单片机引脚与芯片之间采用双排排针,利用短路帽连接,如果不接短路帽,单片机引脚就是独立的引脚,还可以用杜邦线引出和电路板之外的各种芯片模块连接,这就是开发板的一大功能,如果直接相连,那就失去了“开发板”的意义了。而在这里,SPI1实际上也没有与NRF24L01直接相连,因为我们这里使用的是一个NRF24L01的插座,拔掉模块以后,实际上就是不连接的。

以上就是王总做过的一些STM32项目以及它的通信接口部分的经验总结,不知道有没有给你带来一些启发呢?“赠人玫瑰,手有余香”,好的东西只有分享出去才会产生更大的价值。为了更好地服务于电子工程社区,助力工程师成长,快包将定期邀请平台上的资深工程师,分享行业经验、设计技巧以及工程师开发的酸甜苦辣。

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