同一个时钟信号下，多通道SPI输出高频信号Under the same clock signal, multi-cha...

csodajet

https://github.com/csodajet/multi_spi

同一个时钟信号下，多通道SPI输出高频信号Under the same clock signal, multi-channel SPI outputs high frequency signals.

背景

单工模式的SPI接口有2根传输线：MOSI–主器件数据输出，从器件数据输入；SCLK –时钟信号，由主器件产生；由此可以看出在单工SPI接口中，主器件只有一个数据输出通道。
那么，当我们需要在同一时钟下，同时输出多个数据，该怎么办呢？在此，我提供一些思路，将SPI改造成双输出的SPI，并在STM32单片机上验证。

原理

单片机无法实现真正的并行处理，也就无法实现数据同时输出。但是，对于从器件来说，只要接收的数据和时钟对齐，就是符合要求的。举个例子，一次发送16bit数据0xFF00，第1个时钟上升沿对应数据1，第二个时钟上升沿对应数据0，...，第16个时钟上升沿对应数据0，只有这样才算成功。所以，即便做不到数据同时输出，只要在同一时钟下，数据是对齐的就OK了。

STM32上有多个SPI接口，利用其中两个来验证以上思路：开启SPI2，SPI，保证时钟频率相同，选择其中一个SCLK作为时钟CLK，通过优化程序，使两个SPI先后发送数据的时间差小于半个时钟周期，这样可以确保数据是对齐的。

实验

软件：STM32CubeMX,MDK_v5
硬件：STM32F429IGT6最小系统单片机，Kingst逻辑分析仪
代码：该项目下的程序包可由MDK_v5直接编译仿真

1.CubeMX生成基本程序，设置HCLK=160HZ，设置SPI2，SPI3数据大小为16bit，波特率5MBits/s 2.MDK_v5修改程序，优化SPI2，SPI3，设置发送数据长度，数据内容等 3.MDK_v5编译仿真，Kingst逻辑分析仪捕获CLK，DATA1，DATA2三个端口数据

Src/main.c主程序引脚//PC10——————CLK  //PC3——————DATA1  //PC12——————DATA2  设置发送数据长度/* SET DATA LENGTH*/        #define LEN 10        /*SET END*/设置发送数据内容/* SET DATA CONTENT */                 uint16_t DATA1[LEN] =         {0x0001,0x0005,0x0008,0x000C,0x0010,0x0014,0x0018,0x001C,0x0020,0x0024};         uint16_t DATA2[LEN] =         {0x0001,0x0005,0x0030,0x0034,0x0038,0x004C,0x0050,0x0054,0x0058,0x005C};        /* SET END */

两个通道输出数据内容：
DATA1==>0x0001,0x0005,0x0008,0x000C,0x0010,0x0014,0x0018,0x001C,0x0020,0x0024
DATA2==>0x0001,0x0005,0x0030,0x0034,0x0038,0x004C,0x0050,0x0054,0x0058,0x005C

仿真结果 ##：

两个输出通道信号时间差为50ns，小于时钟周期的一半100ns，可以确保输出数据对齐

从逻辑分析仪的结果可以看到，输出数据和程序设定一致

SPI时钟频率为5Mhz，如图所示

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