SPI通信協(xié)議(SPI總線)學(xué)習(xí)

1、SPI 通信協(xié)議（ SPI 總線）學(xué)習(xí)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 Interface）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(méi)有指定的流控制 ,沒(méi)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,

2、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)車入）、SDO（數(shù)據(jù)車出卜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(shuō)明的是,我們SP

3、I 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(guò)CPOL （時(shí)鐘極性）和CPHA （時(shí)鐘相位）來(lái)控制我們主設(shè)備的通信模式,具體如下:Mode0:CPOL=0,CPHA=0Mode1:CPOL=0,CPHA=1Mode2:CPOL=1,CPHA=0Mode3:CPOL=1,CPHA=1時(shí)鐘極性 CPOL 是用來(lái)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(lái)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

4、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=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:此時(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)

5、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,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?SPI 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(guò)控制時(shí)鐘信號(hào)線,當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)交流的時(shí)候我們的時(shí)鐘

6、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(lái)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(

7、0) MISO_I(1) /SDI# define _CPOL 1 / 時(shí)鐘極性# define _CPHA 0 / 時(shí)鐘相位/延時(shí)子程序void delay()unsigned char m,n;for(n=0;n5;n+); for(m=0;m100;m+);，*模式零寫數(shù)據(jù)*/*模式零讀數(shù)據(jù)*/# if _CPOL=0&_CPHA=0 /MODE 0 0 void SPI_Send_Dat(unsigned char dat)unsigned char n;for(n=0;n8;n+)SCK_D(0);if(dat&0x80)MOSI_D(1);else MOSI_D(0);dat=1;

8、SCK_D(1);SCK_D(0);*/*模式一寫數(shù)據(jù)*/unsigned char SPI_Receiver_Dat(void)unsigned char n ,dat,bit_t;for(n=0;n8;n+)SCK_D(0);dat=1;if(MISO_I()dat|=0x01;else dat&=0xfe;SCK_D(1);SCK_D(0);return dat;#endif*# if _CPOL=0&_CPHA=1 /MODE 0 1 void SPI_Send_Dat(unsigned char dat)unsigned char n;SCK_D(0);for(n=0;n8;n+)S

9、CK_D(1);if(dat&0x80)MOSI_D(1);else MOSI_D(0);dat=1;SCK_D(0);/*模式一讀數(shù)據(jù)*/*/*模式二寫數(shù)據(jù)*/unsigned char SPI_Receiver_Dat(void)unsigned char n ,dat,bit_t;for(n=0;n8;n+)SCK_D(1);dat=1;if(MISO_I()dat|=0x01;else dat&=0xfe;SCK_D(0);SCK_D(0);return dat;#endif*# if _CPOL=1&_CPHA=0 /MODE 1 0 void SPI_Send_Dat(unsign

10、ed char dat)unsigned char n;for(n=0;n8;n+)SCK_D(1);if(dat&0x80)MOSI_D(1);else MOSI_D(0);dat=1;SCK_D(0);SCK_D(1);I*模式二讀數(shù)據(jù)*/unsigned char SPI_Receiver_Dat(void)unsigned char n ,dat,bit_t;for(n=0;n8;n+)SCK_D(1);dat=1;if(MISO_I()dat|=0x01;else dat&=0xfe;SCK_D(0);SCK_D(1);return dat;#endif/*模式三寫數(shù)據(jù)*/*/*模式

11、三讀數(shù)據(jù)*/# if _CPOL=1&_CPHA=1/MODE 1 1void SPI_Send_Dat(unsigned char dat)unsigned char n;SCK_D(1);for(n=0;n8;n+)SCK_D(0);if(dat&0x80)MOSI_D(1);else MOSI_D(0);dat=1;SCK_D(1);*unsigned char SPI_Receiver_Dat(void)unsigned char n ,dat,bit_t;SCK_D(0);for(n=0;n8;n+) SCK_D(0);dat=1;if(MISO_I()dat|=0x01;else dat&=0xfe;SCK_D(1);SCK_D(1);return dat;#endif void main() SPI_Init();DDRB =