[發明專利]一種FPGA和STM32單片機的通信方法

有效

• 申請號: 202010106358.8
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111352893B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 張學東;王靜;朱長紅;孫鈺凱
• 申請（專利權）人: 煙臺持久鐘表有限公司
• 主分類號: G06F15/173
• 分類號: G06F15/173;G06F15/78
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 趙加鑫

1.一種FPGA和STM32單片機的通信方法，其特征在于，包括：

(1)使STM32單片機的SPI1連接FPGA的SPI1’；STM32單片機的SPI2連接FPGA的SPI2’；

(2)配置STM32單片機的SPI1為主模式，配置SPI1為單工只發送模式，使能SPI1的DMA傳輸；

配置STM32單片機的SPI2為從模式，配置SPI2為單工只接收模式，使能SPI2的DMA傳輸，配置SPI2的通信控制信號，并設置為浮空輸入，配置通信控制信號的上升沿觸發STM32單片機中斷；

(3)STM32與FPGA之間以DMA方式實施全雙工通訊。

2.根據權利要求1所述的FPGA和STM32單片機的通信方法，其特征在于，所述步驟(3)中的通訊過程包括

STM32發送數據、FPGA接收單字節數據、FPGA接收幀數據；

FPGA發送單字節數據、FPGA發送幀數據、STM32接收數據。

3.根據權利要求2所述的FPGA和STM32單片機的通信方法，其特征在于，所述步驟(3)中STM32發送,具體是指STM32通過SPI1發送數據，步驟如下：

S31-1：STM32啟動DMA傳輸程序，將要發送的數據復制到DMA關聯的內存中；

S31-2：監測DMA標志位，等待DMA傳輸完成；

S31-3：重置DMA標志位；

S31-4：發送下一幀。

4.根據權利要求2所述的FPGA和STM32單片機的通信方法，其特征在于，所述步驟(3)中FPGA接收單字節數據，具體步驟如下：

S32-1：在時鐘信號的上升沿，將接收標志信號位置0，采樣數據位7；

S32-2：依次采樣數據位6-1；

S32-3：采樣數據位0，并將接收標志信號位置1。

5.根據權利要求2所述的FPGA和STM32單片機的通信方法，其特征在于，所述步驟(3)中FPGA接收幀數據，所述幀數據的格式為：幀頭、類型、數據區長度、數據1至數據n、校驗和部分，每一部分均為1字節，共n+4個字節，具體接收步驟如下：

S33-1：檢測到單字節數據接收標志信號的上升沿，鎖存單字節數據，判斷單字節數據是否為幀頭，如果是，超時計時器從零開始計時；否則，轉S33-1；

S33-2：檢測到單字節數據接收標志信號的上升沿，鎖存類型數據，超時計時器從零開始計時；若超時計時器達到預先設定的超時閾值，啟動錯誤處理程序；

S33-3：檢測到單字節數據接收標志信號的上升沿，鎖存數據區長度數據，超時計時器從零開始計時；若超時計時器達到預先設定的超時閾值，啟動錯誤處理程序；

S33-4：檢測到單字節數據接收標志信號的上升沿，鎖存數據1數據，超時計時器從零開始計時；若超時計時器達到預先設定的超時閾值，啟動錯誤處理程序；

S33-5：根據數據區長度，采用S33-4同樣的方法，鎖存“數據2”---“數據n”；

S33-6：檢測到單字節數據接收標志信號的上升沿，鎖存校驗和數據；若超時計時器達到預先設定的超時閾值，啟動錯誤處理程序；

S33-7：判斷校驗和，正確則產生一幀數據接收信號，否則啟動錯誤處理程序；

所述超時計時器的超時閾值設為大于一個字節的傳輸時間且小于兩個字節的傳輸時間；

所述錯誤處理程序為跳轉至S33-1步驟。

6.根據權利要求2所述的FPGA和STM32單片機的通信方法，其特征在于，所述步驟(3)中FPGA發送單字節數據的具體步驟如下：

S34-1：FPGA檢測到發送使能信號，防錯計時器開始計時；

S34-2：FPGA按SPI的時序規范，根據防錯計時器生成8個時鐘信號；

S34-3：FPGA按SPI的規則發送8位數據；

S34-4：防錯計時器運行到預設值時，生成單字節數據發送結束信號，預設值為傳輸9位數據所需的時間。