SPI通信協(xié)議(SPI總線)學(xué)習(xí).doc

1、SPI通信協(xié)議（SPI總線）學(xué)習(xí)1、什么是SPI?SPI 是串行外設(shè)接口 （Serial Peripheral Inteface）的縮寫。是 Motorola公司推出的一種同步串行接口技術(shù)，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線。2、SPI優(yōu)點(diǎn)支持全雙工通信通信簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)傳輸速率塊3、缺點(diǎn)沒有指定的流控制，沒有應(yīng)答機(jī)制確認(rèn)是否接收到數(shù)據(jù)，所以跟 IIC總線協(xié)議比較在數(shù)據(jù)可靠性上有一定的缺陷。4、特點(diǎn)1）:高速、同步、全雙工、非差分、總線式2）:主從機(jī)通信模式5、協(xié)議通信時(shí)序詳解1）: SPI的通信原理很簡(jiǎn)單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備，需要至少4根線，事實(shí)上3根也

2、可以（單向傳輸時(shí)）。也是所有基于SPI的設(shè)備共有的，它們是SDI（數(shù)據(jù)輸入）、SDO（數(shù)據(jù)輸出）、SCLK（時(shí)鐘）、CS（片 選)。(1)SDO/MOSI -主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸入；(2)SDI/MISO -主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸出；(3)SCLK -時(shí)鐘信號(hào)，由主設(shè)備產(chǎn)生；(4)CS/SS -從設(shè)備使能信號(hào)，由主設(shè)備控制。當(dāng)有多個(gè)從設(shè)備的時(shí)候, 因?yàn)槊總€(gè)從設(shè)備上都有一個(gè)片選引腳接入到主設(shè)備機(jī)中， 當(dāng)我們的主設(shè)備和某個(gè)從 設(shè)備通信時(shí)將需要將從設(shè)備對(duì)應(yīng)的片選引腳電平拉低或者是拉高。2):需要說明的是，我們SPI通信有4種不同的模式，不同的從設(shè)備 可能在出廠是就是配置為某種模式，這是

3、不能改變的；但我們的通信雙方必須是工作在同 一模式下，所以我們可以對(duì)我們的主設(shè)備的SPI模式進(jìn)行配置，通過 CPOL (時(shí)鐘極性)和CPHA (時(shí)鐘相位)來控制我們主設(shè)備的通信模式，具體如下：Mode。： CPOL=0, CPHA=0Model: CPOL=0, CPHA=1Mode2: CPOL=1, CPHA=0Mode3: CPOL=1, CPHA=1時(shí)鐘極性CPOL是用來配置SCLK的電平出于哪種狀態(tài)時(shí)是空閑態(tài)或 者有效態(tài)，時(shí)鐘相位CPHA是用來配置數(shù)據(jù)采樣是在第幾個(gè)邊沿：CPOL=0,表示當(dāng)SCLK=0時(shí)處于空閑態(tài)，所以有效狀態(tài)就是 SCLK 處于高電平時(shí)CPOL=1,表示當(dāng)SCLK

4、=1時(shí)處于空閑態(tài)，所以有效狀態(tài)就是 SCLK 處于低電平時(shí)CPHA=0,表示數(shù)據(jù)采樣是在第1個(gè)邊沿，數(shù)據(jù)發(fā)送在第2個(gè)邊沿CPHA=1 ,表示數(shù)據(jù)采樣是在第2個(gè)邊沿，數(shù)據(jù)發(fā)送在第1個(gè)邊沿例如：CPOL=0, CPHA=0:此時(shí)空閑態(tài)時(shí)，SCLK處于低電平，數(shù)據(jù)采樣是 在第1個(gè)邊沿，也就是SCLK由低電平到高電平的跳變，所以數(shù)據(jù)采樣是在上升沿，數(shù)據(jù)發(fā)送是在下降沿。CPOL=0, CPHA=1 :止匕時(shí)空閑態(tài)時(shí)，SCLK處于低電平，數(shù)據(jù)發(fā)送是在第1個(gè)邊沿，也就是SCLK由低電平到高電平的跳變，所以數(shù)據(jù)采樣是在下降沿，數(shù)據(jù)發(fā)送是在上升沿。CPOL=1 , CPHA=0:此時(shí)空閑態(tài)時(shí)，SCLK處于高電平

5、，數(shù)據(jù)采集是在第1個(gè)邊沿，也就是SCLK由高電平到低電平的跳變，所以數(shù)據(jù)采集是在下降沿，數(shù)據(jù)發(fā)送是在上升沿。CPOL=1, CPHA=1 :此時(shí)空閑態(tài)時(shí)，SCLK處于高電平，數(shù)據(jù)發(fā)送是 在第1個(gè)邊沿，也就是SCLK由高電平到低電平的跳變，所以數(shù)據(jù)采集是在上升沿，數(shù)據(jù)發(fā) 送是在下降沿。需要注意的是：我們的主設(shè)備能夠控制時(shí)鐘，因?yàn)槲覀兊腟PI通信并 不像UART或者IIC通信那樣有專門的通信周期，有專門的通信起始信號(hào)，有專門的通信結(jié)束 信號(hào)；所以我們的SPI協(xié)議能夠通過控制時(shí)鐘信號(hào)線，當(dāng)沒有數(shù)據(jù)交流的時(shí)候我們的時(shí) 鐘線要么是保持高電平要么是保持低電平。6、內(nèi)部工作機(jī)制SSPSR是SPI設(shè)備內(nèi)部的移

6、位寄存器 (Shift Register).它的主要作 用是根據(jù)SPI時(shí)鐘信號(hào)狀態(tài)，往SSPBUF里移入或者移出數(shù)據(jù)，每次移動(dòng)的數(shù)據(jù) 大小由Bus-Width以及 Channel-Width 所決定.最后，再附上用IO 口來模擬的四種SPI模式程序，僅作參考理解用, 還要根據(jù)實(shí)際情況改寫，如下：表示相關(guān)引腳高低電平，要根據(jù)實(shí)際引腳修改。SSEL_D(0) SSEL_D(1) /片選SCK_D(0) SCK_D(1) 時(shí)鐘信號(hào)MOSI_D(0) MOSI_D(1) /SDOMISO_I(0) MISO_I(1) /SDI#define _CPOL 1 /時(shí)鐘極性#define _CPHA 0 時(shí)

7、鐘相位延時(shí)子程序void delay()unsigned char m,n;for(n=0;n for(m=0;m*unsigned char SPI_Receiver_Dat(void)模式零寫數(shù)據(jù)*#if _CPOL=0 /MODE 0 0void SPI_Send_Dat(unsigned char dat)unsigned char n;for(n=0;nSCK_D(0);if(datelse MOSI_D(0);dat SCK_D(1);SCK_D(0);*模式零 讀數(shù)據(jù)*unsigned char n ,dat,bit_t;for(n=0;nSCK_D(0);dat if(MISO

8、_I()dat|=0x01;else datSCK_D(1);SCK_D(0);return dat;#endifI*模式一 寫數(shù)據(jù)*/#if _CPOL=0 /MODE 0 1void SPI_Send_Dat(unsigned char dat)unsigned char n;SCK_D(0);for(n=0;nSCK_D(1);if(datelse MOSI_D(0);dat SCK_D(0);I*模式一讀數(shù)據(jù)*/unsigned char SPI_Receiver_Dat(void)unsigned char n ,dat,bit_t;for(n=0;nSCK_D(1)；dat if(

9、MISO_I()dat|=0x01;else datSCK_D(0)；SCK_D(0)；return dat;#endif尸*模式二 寫數(shù)據(jù)*#if _CPOL=1 /MODE 1 0void SPI_Send_Dat(unsigned char dat)unsigned char n;for(n=0;nSCK_D(1);if(datelse MOSI_D(0);dat SCK_D(0);SCK_D(1);/*模式二 讀數(shù)據(jù)*/unsigned char SPI_Receiver_Dat(void)unsigned char n ,dat,bit_t;for(n=0;nSCK_D(1);dat

10、 if(MISO_I()dat|=0x01;else datSCK_D(0);SCK_D(1);return dat;#endifI*模式三 寫數(shù)據(jù)*#if _CPOL=1 /MODE 1 1void SPI_Send_Dat(unsigned char dat)unsigned char n;SCK_D(1);for(n=0;nSCK_D(0);if(datelse MOSI_D(0);dat SCK_D(1);I*模式三 讀數(shù)據(jù)*/unsigned char SPI_Receiver_Dat(void)unsigned char n ,dat,bit_t;SCK_D(0);for(n=0;n SCK_D(0);dat if(MISO_I()dat|=0x01;else datSCK_D(1);SCK_D(1);return dat;#endif void main()SPI_Init()