SPI,是英语Serial Peripheral interface的缩写,顾名思义就是串行外围设备接口。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,同时为PCB的布局上节省空间,提供方便,正是出于这种简单易用的特性,现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。 其工作模式有两种:主模式和从模式,无论那种模式,都支持3Mbit/s的速率,并且还具有传输完成标志和写冲突保护标志。
跟SPI密切相关的两个概念是时钟极性和时钟相位。
时钟极性:表示时钟信号在空闲时是高电平还是低电平。 时钟相位:决定数据是在SCK的上升沿采样还是在SCK的结束沿采样。 下面以矩力的7022B芯片为例子,分析SPI工作模式的设置。
在7022B的数据手册中,指出:在SCK的上升沿放数据,在下降沿取数据。在SCK的下降沿将DIN的数据采样到7022B中,在SCK的上升沿将7022B的数据放置在DOUT上面输出。
下面是模拟SPI总线对7022B进行读取的例子,这个例子生动表示了何时放数据,何时采样数据。
unsigned long Read_reg3(unsigned char cmd) { int i; unsigned long data; set_bit(SPI_PORT,SPI_SS); clr_bit(SPI_PORT,SPI_SCK); clr_bit(SPI_PORT,SPI_SS); for(i=0;i<8;i++) { set_bit(SPI_PORT,SPI_SCK); if(cmd&0x80) { set_bit(SPI_PORT,SPI_MOSI); } else { clr_bit(SPI_PORT,SPI_MOSI); } cmd=cmd<<1; nop; nop; clr_bit(SPI_PORT,SPI_SCK);nop; } clr_bit(SPI_PORT,SPI_SCK); _delay_us(3); data=0; for(i=0;i<24;i++) { set_bit(SPI_PORT,SPI_SCK); nop; nop; nop; if(PINB&(1 { data+=1; }else { data+=0; } data=data<<1; nop; clr_bit(SPI_PORT,SPI_SCK); } set_bit(SPI_PORT,SPI_SS); return data; }
如果采用硬件SPI,则需要对单片机(ATMEGA16)SPI寄存器进行设置,本例子中,需要设置SPCR=0x57;//MSB在先01010011
时钟极性为0,因为空闲时CLK电平为低。
时钟相位设置为1,因为是下降沿采样数据,上升沿放数据。
我对SPI的理解错在采样的概念上。比如,下降沿采样,当主机接收时,我觉得应该是先有下降沿,再有采样。其实,正确的理解是:采样是对主机从机都一致的概念,采样之前必须把数据准备好。当主机接收数据时,主机也是下降沿采样,但是在下降沿发生之前,必须准备好数据,换句话说,从机在上升沿发生后,就要把数据放出来,为下降沿采样做好准备。 参考链接:http://www.picavr.com/news/2009-08/203.htm |