STM32F103 FPGA进行通信方式

星寂樱易李2024-12-10 16:49

STM32F103微控制器与FPGA之间的接口访问通常涉及数字通信接口，如SPI、I2C、UART或直接通过GPIO引脚进行并行通信。以下是一些常见的接口访问方法：

1. GPIO接口访问

如果FPGA与STM32F103之间的通信相对简单，可以使用GPIO引脚进行数据传输。这通常用于控制信号或简单的数据交换。

示例代码（GPIO输出）：
c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"

void GPIO_Config(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOx, ENABLE); // 使能GPIOx时钟

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_x; // 选择引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStructure); // 初始化GPIOx
}

int main(void) {
    GPIO_Config();

    while(1) {
        // 设置GPIOx的Pin_x为高电平
        GPIO_SetBits(GPIOx, GPIO_Pin_x);
        // 延时
        for(volatile uint32_t i = 0; i < 0x10000; i++);
        // 设置GPIOx的Pin_x为低电平
        GPIO_ResetBits(GPIOx, GPIO_Pin_x);
        // 延时
        for(volatile uint32_t i = 0; i < 0x10000; i++);
    }
}

2. SPI接口访问

SPI是一种常见的同步串行通信接口，适用于高速数据传输。

示例代码（SPI配置）：
c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"

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

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOx, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_SPIx, ENABLE); // 使能SPIx时钟

    // SPI GPIO配置
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_x | GPIO_Pin_y | GPIO_Pin_z; // MISO, MOSI, SCK
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStructure);

    // SPI配置
    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_16;
    SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
    SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
    SPI_Init(SPIx, &SPI_InitStructure);

    SPI_Cmd(SPIx, ENABLE); // 使能SPI
}

int main(void) {
    SPI_Config();

    while(1) {
        // 发送数据到FPGA
        SPI_I2S_SendData(SPIx, 0x55);
        // 等待发送完毕
        while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPIx, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
        // 读取数据从FPGA
        uint8_t data = SPI_I2S_ReceiveData(SPIx);
        // 处理接收到的数据
    }
}

3. I2C接口访问

I2C是一种常见的用于低速设备通信的总线接口。

示例代码（I2C配置）：
c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"

void I2C_Config(void) {
    I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOx, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2Cx, ENABLE); // 使能I2Cx时钟

    // I2C GPIO配置
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_x | GPIO_Pin_y; // SCL, SDA
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStructure);

    // I2C配置
    I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
    I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
    I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x00;
    I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;
    I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
    I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 100000;
    I2C_Init(I2Cx, &I2C_InitStructure);

    I2C_Cmd(I2Cx, ENABLE); // 使能I2C
}

int main(void) {
    I2C_Config();

    while(1) {
        // 发送数据到FPGA
        I2C_GenerateSTART(I2Cx, ENABLE);
        // 等待主模式选择
        while(!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
        // 发送FPGA地址和写命令
        I2C_Send7bitAddress(I2Cx, 0x50, I2C_Direction_Transmitter);
        // 等待发送完毕
        while(!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
        // 发送数据
        I2C_SendData(I2Cx, 0x01);
        // 等待发送完毕
        while(!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
        I2C_GenerateSTOP(I2Cx, ENABLE);
        // 读取数据从FPGA
        I2C_GenerateSTART(I2Cx, ENABLE);
        // 等待主模式选择
        while(!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
        // 发送FPGA地址和读命令
        I2C_Send7bitAddress(I2Cx, 0x50, I2C_Direction_Receiver);
        // 等待接收完毕
        while(!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED));
        uint8_t data = I2C_ReceiveData(I2Cx);
        I2C_GenerateSTOP(I2Cx, ENABLE);
        // 处理接收到的数据
    }
}

4. UART接口访问

UART是一种常用的串行通信接口，适用于异步通信。

示例代码（UART配置）：
c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"

void UART_Config(void) {
    UART_InitTypeDef UART_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOx, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_UARTx, ENABLE); // 使能UARTx时钟

    // UART GPIO配置
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_x | GPIO_Pin_y; // TX, RX
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStructure);

    // UART配置
    UART_InitStructure.UART_BaudRate = 9600;
    UART_InitStructure.UART_WordLength = UART_WordLength_8b;
    UART_InitStructure.UART_StopBits = UART_StopBits_1;
    UART_InitStructure.UART_Parity = UART_Parity_No;
    UART_InitStructure.UART_HardwareFlowControl = UART_HardwareFlowControl_None;
    UART_InitStructure.UART_Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx;
    UART_Init(UARTx, &UART_InitStructure);

    UART_Cmd(UARTx, ENABLE); // 使能UART
}

int main(void) {
    UART_Config();

    while(1) {
        // 检查是否有数据接收
        if(UART_GetFlagStatus(UARTx, UART_FLAG_RXNE) != RESET) {
            // 读取接收到的数据
            uint8_t receivedData = UART_ReceiveData(UARTx);
            // 处理接收到的数据
        }
        // 发送数据到FPGA
        UART_SendData(UARTx, 0x55);
        // 等待发送完毕
        while(UART_GetFlagStatus(UARTx, UART_FLAG_TC) == RESET);
    }
}

一、使用STM32F103的SPI接口与FPGA进行通信的基本步骤和示例代码：

1. 硬件连接

确保STM32F103的SPI引脚与FPGA的SPI引脚正确连接。通常需要连接以下引脚：

  • SCLK（时钟线）
  • MISO（主设备输入从设备输出线）
  • MOSI（主设备输出从设备输入线）
  • CS/SS（片选线）

2. SPI接口配置

配置STM32F103的SPI接口，包括时钟速度、CPOL（时钟极性）、CPHA（时钟相位）等参数。

c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_spi.h"

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

    // 使能SPI和GPIO时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    // 配置SPI引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置SPI参数
    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_Low;
    SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
    SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
    SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_16;
    SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
    SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
    SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);

    // 使能SPI
    SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
}

3. 读写FPGA寄存器

编写函数来读写FPGA寄存器。

c 复制代码 
uint8_t SPI_FPGA_ReadByte(uint8_t cmd) {
    // 发送命令并读取数据
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
    SPI_I2S_SendData(SPI1, cmd);

    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);
    return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
}

void SPI_FPGA_WriteByte(uint8_t cmd, uint8_t data) {
    // 发送命令和数据
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
    SPI_I2S_SendData(SPI1, cmd);

    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
    SPI_I2S_SendData(SPI1, data);
}

4. 控制FPGA的CS引脚

编写函数来控制FPGA的CS引脚。

c 复制代码 
void SPI_FPGA_CS_High(void) {
    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_6); // 假设CS连接到GPIOB的Pin_6
}

void SPI_FPGA_CS_Low(void) {
    GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_6);
}

5. 完整的读写操作

组合上述函数，实现对FPGA的读写操作。

c 复制代码 
uint32_t SPI_FPGA_ReadRegister(uint32_t reg_no) {
    uint8_t rx[4] = {0};
    
    SPI_FPGA_CS_Low();
    SPI_FPGA_WriteByte((reg_no >> 23) | FPGA_CMD_READ, 0);
    SPI_FPGA_WriteByte((reg_no >> 15) & 0xFF, 0);
    SPI_FPGA_WriteByte((reg_no >> 7) & 0xFF, 0);
    SPI_FPGA_WriteByte((reg_no << 1) & 0xFF, 0);

    rx[0] = SPI_FPGA_ReadByte(0);
    rx[1] = SPI_FPGA_ReadByte(0);
    rx[2] = SPI_FPGA_ReadByte(0);
    rx[3] = SPI_FPGA_ReadByte(0);

    SPI_FPGA_CS_High();

    return ((rx[0] << 24) | (rx[1] << 16) | (rx[2] << 8) | rx[3]);
}

void SPI_FPGA_WriteRegister(uint32_t reg_no, uint32_t value) {
    SPI_FPGA_CS_Low();
    SPI_FPGA_WriteByte((reg_no >> 23) & 0xFF, 0);
    SPI_FPGA_WriteByte((reg_no >> 15) & 0xFF, 0);
    SPI_FPGA_WriteByte((reg_no >> 7) & 0xFF, 0);
    SPI_FPGA_WriteByte((reg_no << 1) & 0xFF, 0);

    SPI_FPGA_WriteByte((value >> 24) & 0xFF, 0);
    SPI_FPGA_WriteByte((value >> 16) & 0xFF, 0);
    SPI_FPGA_WriteByte((value >> 8) & 0xFF, 0);
    SPI_FPGA_WriteByte(value & 0xFF, 0);

    SPI_FPGA_CS_High();
}

6. 主函数中调用

在主函数中调用初始化函数和读写函数。

c 复制代码 
int main(void) {
    // 系统初始化
    SystemInit();
    
    // 初始化SPI接口
    SPI_FPGA_Init();
    
    // 读取FPGA寄存器
    uint32_t value = SPI_FPGA_ReadRegister(0x100);
    
    // 写入FPGA寄存器
    SPI_FPGA_WriteRegister(0x100, 0x12345678);
    
    while (1) {
        // 主循环
    }
}

确保根据硬件设计调整GPIO和SPI配置。这个示例提供了一个基本的框架，可以根据实际的FPGA通信协议和需求进行调整。

二、STM32F103 MCU通过I2C接口与FPGA通信的实现

以下是如何使用这些函数来实现STM32F103与FPGA的通信接口：

1. I2C初始化函数

hal_hwi2c_enable函数用于初始化I2C接口。这个函数配置了I2C的模式、时钟速度、应答方式等参数，并使能I2C设备。

c 复制代码 
void I2C_Init(void) {
    I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;

    // 使能I2C1时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1, ENABLE);
    // 使能I2C1的GPIO时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

    // 配置I2C1的GPIO引脚
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    // I2C配置
    I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
    I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
    I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;
    I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
    I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 400000; // 400kHz
    I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);

    // 使能I2C1
    I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);
}

2. I2C写入函数

IIC_WriteByte函数用于向FPGA写入一个字节的数据。

c 复制代码 
int8_t IIC_WriteByte(I2C_TypeDef *i2c, uint8_t dev_addr, uint8_t reg, uint8_t data) {
    uint16_t timeout = IIC_OP_TIMEOUT;

    I2C_AcknowledgeConfig(i2c, ENABLE);
    I2C_GenerateSTART(i2c, ENABLE);
    while(!I2C_CheckEvent(i2c, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)) {
        if((timeout--) == 0) {
            I2C_GenerateSTOP(i2c, ENABLE);
            return -1;
        }
    }

    timeout = IIC_OP_TIMEOUT;
    I2C_Send7bitAddress(i2c, dev_addr << 1, I2C_Direction_Transmitter);
    while(!I2C_CheckEvent(i2c, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)) {
        if((timeout--) == 0) {
            I2C_GenerateSTOP(i2c, ENABLE);
            return -2;
        }
    }

    timeout = IIC_OP_TIMEOUT;
    I2C_SendData(i2c, reg);
    while(!I2C_CheckEvent(i2c, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)) {
        if((timeout--) == 0) {
            I2C_GenerateSTOP(i2c, ENABLE);
            return -3;
        }
    }

    timeout = IIC_OP_TIMEOUT;
    I2C_SendData(i2c, data);
    while(!I2C_CheckEvent(i2c, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)) {
        if((timeout--) == 0) {
            I2C_GenerateSTOP(i2c, ENABLE);
            return -4;
        }
    }

    I2C_GenerateSTOP(i2c, ENABLE);
    return 0;
}

3. I2C读取函数

IIC_ReadByte函数用于从FPGA读取一个字节的数据。

c 复制代码 
int8_t IIC_ReadByte(I2C_TypeDef *i2c, uint8_t dev_addr, uint8_t reg, uint8_t *da) {
    uint16_t timeout = IIC_OP_TIMEOUT;

    if(da == NULL) {
        return -7;
    }

    I2C_AcknowledgeConfig(i2c, ENABLE);
    I2C_GenerateSTART(i2c, ENABLE);
    while(!I2C_CheckEvent(i2c, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)) {
        if((timeout--) == 0) {
            I2C_GenerateSTOP(i2c, ENABLE);
            return -1;
        }
    }

    timeout = IIC_OP_TIMEOUT;
    I2C_Send7bitAddress(i2c, dev_addr << 1, I2C_Direction_Transmitter);
    while(!I2C_CheckEvent(i2c, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)) {
        if((timeout--) == 0) {
            I2C_GenerateSTOP(i2c, ENABLE);
            return -2;
        }
    }

    timeout = IIC_OP_TIMEOUT;
    I2C_SendData(i2c, reg);
    while(I2C_CheckEvent(i2c, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED) != SUCCESS) {
        if((timeout--) == 0) {
            I2C_GenerateSTOP(i2c, ENABLE);
            return -3;
        }
    }

    timeout = IIC_OP_TIMEOUT;
    I2C_GenerateSTART(i2c, ENABLE);
    while(!I2C_CheckEvent(i2c, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)) {
        if((timeout--) == 0) {
            I2C_GenerateSTOP(i2c, ENABLE);
            return -4;
        }
    }

    timeout = IIC_OP_TIMEOUT;
    I2C_Send7bitAddress(i2c, dev_addr << 1, I2C_Direction_Receiver);
    while(!I2C_CheckEvent(i2c, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED)) {
        if((timeout--) == 0) {
            I2C_GenerateSTOP(i2c, ENABLE);
            return -5;
        }
    }

    timeout = IIC_OP_TIMEOUT;
    I2C_AcknowledgeConfig(i2c, DISABLE);
    while(I2C_CheckEvent(i2c, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED) != SUCCESS) {
        if((timeout--) == 0) {
            I2C_GenerateSTOP(i2c, ENABLE);
            return -6;
        }
    }

    *da = I2C_ReceiveData(i2c);
    I2C_GenerateSTOP(i2c, ENABLE);
    return 0;
}

4. 使用示例

在主函数中调用初始化函数和读写函数。

c 复制代码 
int main(void) {
    // 系统初始化
    SystemInit();
    
    // 初始化I2C接口
    I2C_Init();

    // 写入FPGA寄存器
    uint8_t write_data = 0xA5;
    IIC_WriteByte(I2C1, FPGA_DEVICE_ADDRESS, FPGA_REG_ADDRESS, write_data);

    // 读取FPGA寄存器
    uint8_t read_data;
    IIC_ReadByte(I2C1, FPGA_DEVICE_ADDRESS, FPGA_REG_ADDRESS, &read_data);

    while (1) {
        // 主循环
    }
}

确保根据硬件设计调整GPIO和I2C配置。这个示例提供了一个基本的框架，可以根据实际的FPGA通信协议和需求进行调整。

三、7132向FPGA寄存器写入数据的功能 SPI接口

Linux环境下

通过SPI接口对FPGA进行读写操作通常涉及到使用ioctl系统调用来控制SPI设备。以下是如何使用ioctl和spi_ioc_transfer结构体来执行SPI读写操作的示例代码。

写操作

c 复制代码 
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/spi/spidev.h>

#define FPGA_SPI_DEVICE "/dev/spidev1.0"

int fpga_spi_write(int fd, uint8_t *tx_buf, int len) {
    struct spi_ioc_transfer tr;
    memset(&tr, 0, sizeof(tr));

    tr.tx_buf = (unsigned long)tx_buf;
    tr.rx_buf = 0; // No receive buffer
    tr.len = len;
    tr.delay_usecs = 0;
    tr.speed_hz = 1000000; // 1 MHz
    tr.bits_per_word = 8;

    if (ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(1), &tr) < 1) {
        perror("SPI_IOC_MESSAGE write");
        return -1;
    }

    return 0;
}

读操作

c 复制代码 
int fpga_spi_read(int fd, uint8_t *rx_buf, int len) {
    struct spi_ioc_transfer tr;
    memset(&tr, 0, sizeof(tr));

    tr.tx_buf = 0; // No transmit buffer
    tr.rx_buf = (unsigned long)rx_buf;
    tr.len = len;
    tr.delay_usecs = 0;
    tr.speed_hz = 1000000; // 1 MHz
    tr.bits_per_word = 8;

    if (ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(1), &tr) < 1) {
        perror("SPI_IOC_MESSAGE read");
        return -1;
    }

    return 0;
}

主函数中的读写操作

c 复制代码 
int main(int argc, char *argv[]) {
    int fd, ret;
    uint8_t write_buf[3];
    uint8_t read_buf[3];

    // Open the SPI device
    fd = open(FPGA_SPI_DEVICE, O_RDWR);
    if (fd < 0) {
        perror("Open SPI device failed");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    // Write operation
    write_buf[0] = FPGA_CMD_WRITE; // Assuming this is the write command
    write_buf[1] = 0x00; // Register address
    write_buf[2] = 0xFF; // Data to write

    ret = fpga_spi_write(fd, write_buf, sizeof(write_buf));
    if (ret != 0) {
        fprintf(stderr, "SPI write failed\n");
        close(fd);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    // Read operation
    ret = fpga_spi_read(fd, read_buf, sizeof(read_buf));
    if (ret != 0) {
        fprintf(stderr, "SPI read failed\n");
        close(fd);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    // Print the read data
    printf("Read data: %02X %02X %02X\n", read_buf[0], read_buf[1], read_buf[2]);

    // Close the SPI device
    close(fd);

    return EXIT_SUCCESS;
}

在这个示例中，fpga_spi_write函数用于发送数据到FPGA，而fpga_spi_read函数用于从FPGA读取数据。main函数中演示了如何调用这些函数来执行SPI读写操作。

根据您的FPGA的具体协议和命令来调整write_buf和read_buf的内容。FPGA_CMD_WRITE和FPGA_CMD_READ宏定义了读写命令，这些命令应该与FPGA设计相匹配。

此外，speed_hz和bits_per_word参数可以根据FPGA的数据手册来设置。speed_hz设置了SPI通信的时钟频率，而bits_per_word设置了每个SPI数据帧的位宽。

STM32F103的SPI接口向FPGA寄存器写入一个值

完整的读写函数

然后，使用这些命令代码实现SPI读写操作：

c 复制代码 
#include "stm32f10x.h"

// 定义命令代码
#define FPGA_CMD_WRITE 0x02
#define FPGA_CMD_READ  0x03

void SPI_GPIO_Config(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    // 使能GPIOA时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    // 配置MISO引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; // 假设MISO连接到PA6
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; // 浮空输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置MOSI引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; // 假设MOSI连接到PA7
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置CS引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; // 假设CS连接到PA4
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

void SPI_Config(void) {
    SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;

    // 使能SPI1时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);

    // 配置SPI1
    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_Low;
    SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
    SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
    SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_16; // 根据需要调整
    SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
    SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
    SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);

    // 使能SPI1
    SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
}

void SPI_SendData(uint8_t *data, uint16_t size) {
    for (uint16_t i = 0; i < size; i++) {
        while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);  // 等待发送缓冲区为空
        SPI_I2S_SendData(SPI1, data[i]);  // 发送数据
    }
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_BSY) != RESET);  // 等待传输完成
}

uint8_t SPI_ReceiveData(void) {
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);  // 等待接收缓冲区非空
    return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);  // 接收数据
}

void FPGA_WriteRegister(uint16_t regAddr, uint8_t data) {
    uint8_t txBuffer[4];

    txBuffer[0] = FPGA_CMD_WRITE;  // 写命令
    txBuffer[1] = (uint8_t)(regAddr >> 8);  // 寄存器地址高字节
    txBuffer[2] = (uint8_t)regAddr;  // 寄存器地址低字节
    txBuffer[3] = data;  // 要写入的数据

    SPI_SendData(txBuffer, sizeof(txBuffer));
}

uint8_t FPGA_ReadRegister(uint16_t regAddr) {
    uint8_t txBuffer[3];
    uint8_t rxBuffer;

    txBuffer[0] = FPGA_CMD_READ;  // 读命令
    txBuffer[1] = (uint8_t)(regAddr >> 8);  // 寄存器地址高字节
    txBuffer[2] = (uint8_t)regAddr;  // 寄存器地址低字节

    SPI_SendData(txBuffer, sizeof(txBuffer));  // 发送读命令和地址

    rxBuffer = SPI_ReceiveData();  // 接收数据

    return rxBuffer;
}

int main(void) {
    SPI_GPIO_Config();
    SPI_Config();

    // 写入示例
    FPGA_WriteRegister(0x0001, 0xAA);

    // 读取示例
    uint8_t readValue = FPGA_ReadRegister(0x0001);
    // 这里可以添加代码将读取的值通过串口输出或以其他方式显示

    while (1) {
        // 循环中的其他代码
    }
}

注意事项

  1. 命令代码 ：FPGA_CMD_WRITE和FPGA_CMD_READ应该根据FPGA设计文档进行定义。
  2. 寄存器地址：确保寄存器地址格式与您的FPGA设计相匹配。
  3. SPI时钟和模式：根据FPGA设计调整SPI的时钟速度和模式（CPOL和CPHA）。
  4. 错误处理：在实际应用中，可能需要添加错误处理逻辑，以处理SPI传输失败的情况。
  5. 硬件连接：确保STM32F103与FPGA之间的SPI连接正确，包括MISO、MOSI、SCK和CS引脚。
相关推荐
矿渣渣42 分钟前
ZYNQ处理器在发热后功耗增加的原因分析及解决方案
嵌入式硬件·fpga开发·zynq
小智学长 | 嵌入式2 小时前
单片机-STM32部分：13-1、蜂鸣器
stm32·单片机·嵌入式硬件
#金毛2 小时前
六、STM32 HAL库回调机制详解：从设计原理到实战应用
stm32·单片机·嵌入式硬件
欢乐熊嵌入式编程4 小时前
智能手表固件升级 OTA 策略文档初稿
嵌入式硬件·学习·智能手表
欢乐熊嵌入式编程4 小时前
智能手表 MCU 任务调度图
单片机·嵌入式硬件·智能手表
起床学FPGA4 小时前
异步FIFO的学习
学习·fpga开发
【云轩】4 小时前
电机密集型工厂环境下的无线通信技术选型与优化策略
经验分享·嵌入式硬件
sword devil9005 小时前
将arduino开发的Marlin部署到stm32（3D打印机驱动）
stm32·单片机·嵌入式硬件
GodKK老神灭5 小时前
STM32 变量存储
stm32·单片机·嵌入式硬件
木宁kk5 小时前
51单片机引脚功能概述
单片机·嵌入式硬件
热门推荐
01【分布式】Hadoop完全分布式的搭建（零基础）02从零安装 LLaMA-Factory 微调 Qwen 大模型成功及所有的坑03KGG转MP3工具|非KGM文件|解密音频04YOLOv8入门 | 重要性能衡量指标、训练结果评价及分析及影响mAP的因素【发论文关注的指标】05【SpeedAI科研小助手】2分钟极速解决知网维普重复率、AIGC率过高，一键全文降！文件格式不变，公式都保留的！06Coze扣子平台完整体验和实践（附国内和国际版对比）07组基轨迹建模 GBTM的介绍与实现（Stata 或 R）08苍穹外卖面试总结09DeepSeek各版本说明与优缺点分析10YOLOv5改进 | 添加CA注意力机制 + 增加预测层 + 更换损失函数之GIoU