应用笔记：E533.06 BLDC驱动-SPI从机功能实现

SPI（Serial Peripheral Interface）通信协议因其⾼速、全双⼯和简洁的硬件接⼝设计，成为芯⽚间短距离通信的主流选择。在本篇⽂章中，我们将探讨 E533.06 微控制器如何作为从机实现SPI通信。

霆宝科技

1184人浏览 · 2025-10-23 17:29:26

霆宝科技 · 2025-10-23 17:29:26 发布

SPI（Serial Peripheral Interface）通信协议因其高速、全双工和简洁的硬件接口设计，成为芯片间短距离通信的主流选择。在本篇文章中，我们将探讨 E533.06 微控制器如何作为从机实现SPI通信。

什么是SPI

SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚。SPI分为主、从两种模式，一个SPI通讯系统需要包含一个（且只能是一个）主设备，一个或多个从设备。提供时钟的为主设备（Master），接收时钟的设备为从设备（Slave），SPI接口的读写操作，都是由主设备发起。当存在多个从设备时，通过各自的片选信号进行管理。
四根线一般为：

MISO：主设备输入/从设备输出引脚。该引脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据。
MOSI：主设备输出/从设备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据，在从模式下接收数据。
SCLK：串行时钟信号，由主设备产生。
CS/SS：从设备片选信号，由主设备控制。

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SPI的四种工作模式

SPI通信有4种不同的操作模式，但我们的通信双方必须是工作在同一模式下，所以我们可以对SPI模式进行配置，通过CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位）来控制我们 SPI 的通信模式。
总的来说就是控制不同的空闲电平跟采集边沿决定，从而产生四种组合方式，如下图

请添加图片描述
注：芯片具体的时钟极性跟时钟相位需要根据对应的手册来决定，上图不能代表所有芯片。

E533.06 的 SPI 使用需求

E533.06 广泛应用于中小功率的车载辅助驱动系统，例如电动冷却风扇、HVAC鼓风机、以及各类流体泵（如燃油泵、水泵、油泵和液压泵）。在这些系统中，E533.06 通常承担实时控制核心角色，执行 FOC 算法、PWM 调制、电流环控制等关键任务。E533.06 通常通过 LIN 接口与车身控制模块等上位主控单元进行通信。然而，在某些更复杂的应用场景中，例如当外置 MCU 需要与 E533.06 进行高速或实时性要求更高的数据交互时，采用 SPI 接口往往更为合适，因其具备更高的带宽、更低的延迟以及更小的硬件开销。此时，E533.06 通常配置为 SPI 从机，被动响应主控发起的通信请求，用于：

接收来自主控的电机目标转速、扭矩指令或工作模式；
回传实时状态信息，如母线电压、相电流、故障标志、温度等；
支持在线标定或诊断数据上传。

为确保控制系统安全可靠，必须对 E533.06 的 SPI 从机功能进行充分验证，包括协议一致性、FIFO 缓冲机制、中断响应时效性况下的通信稳定性，因此对 SPI 收发数据进行测试是很有必要的，本次实验在此背景下，详细说明如何在 E533.06 评估板上实现 SPI 从机的数据收发，并通过串口输出调试信息，完成通信调试。

使用 E533.06 启动SPI从机模式

本章节我们将使用 E533.06 进行SPI从机模式下接收和发送数据的实验，本次实验通过使用RH850-F1KMS1作为SPI主机。
在这里插入图片描述

本次实验的平台是霆宝科技开发的 E533.06 评估板，TPD-E53306_v2.1.0。

功能设计

开发板上电后，采用主机发送数据通过 E533.06 接收，串口输出调试信息。
E533.06 会发送数据回主机。

硬件连接

本次实验，使用 E533.06 跟 RH850-F1KMS1 相互通信，按照原理图连接好跳线、仿真器、调试工具。

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软件设计

本次实验的开发环境为 keil5 ；

E533.06 在SPI中可以设定为主机或者从机，本次实验使用SPI从机的方式收发数据；

以下是详细说明

参考手册定义找到SPI相关的章节

SPI相关的功能模块

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SPI配置相关的寄存器
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配置复用引脚，参考手册GPIO复用

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配置SPI从机参数，需要跟主机保持一致，这边采用的配置如下

时钟线空闲电平：高（下降沿触发）
数据采集：第二个时钟边沿采集
传输：MSB
数据长度：8位
片选引脚：低电平有效

采用FIFO接收，在初始化时需要进行清空

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找到对应中断源，配置中断源，编写对应中断函数

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编写发送函数
因为SPI从机通信是全双工发送数据取决于主机，只能将要发送的数据预先写进FIFO，在主机片选拉低时，从机将写进FIFO里面的数据发送出去同时接收数据

void spi_slave_send_data(uint16_t data)
{
    uint32_t start_time = timestamp;
    // 等待发送FIFO有空间
    while (((SPI->FIFO_LEVELS.reg >> 8) & 0xFF) >= 8) // FIFO深度为8
    {
        // 检查是否超时
        if ((timestamp - start_time) >= SPI_SEND_TIMEOUT_MS)
        {
            return; // 超时返回
        }
    }
    // 写入数据到发送寄存器
    SPI->DATA.reg = data;
}

测试函数

作用：用串口打印spi接收到的数据，从机会发送0xAA给主机
时钟设定为40M，则SPI从机能接受最高的波特率为5M，上面用户手册有说明

// =============================================================================
// 系统初始化
// =============================================================================
static void hardware_init(void)
{
    wdog_disable_startup_wd();
    system_set_clock(CORE_CLOCK_40MHz);
    uart_init(BAUD_RATE);
    spi_slave_init(); // 初始化SPI从机
    systick_config(1000, SYSTICK_MS_FACTOR);
    __enable_irq();
}

// =============================================================================
// 主函数
// =============================================================================
int main(void)
{
    // 系统初始化
    hardware_init();
    uint16_t received_data = 0;//打印spi从机接收数据
	uint16_t tx_data = 0xAA;
    printf_("SLAVE SPI TEST\r\n"); 
    
    // 主事件循环
    while (1)
    {
        if (spi_slave_read_from_buffer(&received_data)) 
        {
            printf_("spi received data: 0x%x\r\n", received_data);
			spi_slave_send_data(tx_data);
        }
    }
    return 0;
}