ARM 学习资料 SPI 基本内容 嵌入式技术 如何使用 SPI 数据手册 SPI 全双工通信 STM32 SPI资料.doc

SPI（Serial Peripheral Interface）总线 ：串行外围总线接口 SPI总线的简介： SPI是由摩托罗拉公司开发的全双工同步串行总线,没有总线仲裁机制，所以工作在单主机系统中。主设备启动与从设备的同步通讯，从而完成数据的交换。对于只能做从机的器件接口来说，SPI接口由SDI（串行数据输入），SDO（串行数据输出），SCK（串行移位时钟）和CS（从使能信号）。通讯时，数据由SDO输出，SDI输入，数据在时钟的上升沿或者下降沿由SDO输出，在紧接着的下降沿或者上升沿由SDI读入，这样经过8/16帧，以完成8/16位数据的传输。 对于有的微控制器来说，它的硬件SPI即可做主机，也可以做从机，即可实现主从配置，MOSI：主出从入、MISO：主入从出、SCK：串行时钟、SS：从属选择。（当做主机输出时，该信号用于选中需要访问的从机，SS输入高电平，外部决定其为主机；当做从机时，SS为输入或者一般的IO口使用）。常用的SPI接法：在软件配置的条件下SS不使用。 SPI总线的通信时序 在SPI通信中，在全双工模式下，发送和接收是同事进行的 数据传输的时钟基来自主控制器的时钟脉冲；摩托罗拉没有定义任何通用的SPI时钟的规范，最常用的时钟设置是基于时钟极性CPOL和时钟相位CPHA两个参数。 CPOL=0，表示时钟的空闲状态为低电平 CPOL=1，表示时钟的空闲状态为高电平 CPHA=0，表示同步始终的第一个边沿（上升或者下降）数据被采样 CPHA=1，表示同步始终的第二个边沿（上升或者下降）数据被采样 即CPOL和CPHA的设置决定了数据采样的时钟沿。 在多个从设备的系统中，每个设备需要独立的使能信号，硬件比I2C系统复杂 没有应答机制确定是否收到数据，没有I2C总线系统安全。 SPI主机与之通信的从机的时钟极性和相位应该一致 主设备SPI时钟和极性的配置由从机来决定 主设备的SDO、SDI和从设备的SDO、SDI一致 主从设备是在SCLK的控制下，同时发送和接受数据，并通过两个双向移位寄存器来交换数据。 工作原理如下：上升沿输出数据，下降沿输入数据 （6）SPI的四种工作模式 SPI通信是串行发送或接收数据的，即一位一位的发送和接收、且传输一般是高位MSB在前，低位在后LSB。 SPI总线通信的软件模拟 根据从机来选择SPI的工作模式（SPI0、SPI1、SPI2、SPI3），本例选择SPI0 上升沿输入数据，下降沿输出数据（AT45DB161D） 主机发送数据，即从机接收数据 SCK=0 ； MOSI=n(1或0)； //接从机的SDI引脚 Asm(NOP); //也许有适当的延时以使数据稳定 SCK=1; //产生一个上升沿，也就是在上升沿来时把数据读走 主机接收数据，即从机发送数据（接收一位数据） SCK=1； // SCK=0； //产生一个下降沿 Bit=MISO; //连接从机的SDO引脚 主机向从机写入一个字节的数据 Void SPI_Write(unsigned char data) { Uchar i; Bit temp; For(i=0;i8;i++) { Temp=(bit)(dat0x80); Sck=0; MOSI=temp; Asm(NOP); SCK=1; //产生一个上升沿 Data=data1;//传输下一位数据 } } d）:从机向主机发送一个字节的数据 Uchar spi _read(void) { Uchar i,data =0; For(i=0;i8;i++) { Data=data1; Sck=1; SCK=0; Data|=MISO;//连接从机的SDO引脚 } Return data; }  STM32中的硬件SPI 特点： （1）2个SPI接口：SPI1位于告诉总线的APB2总线上、SPI2位于低俗的APB1总线上。 （2）硬件接口有：3根弦的全双工同步通讯；2根线的单双工同步通讯；1根线的双向数据线（另外一根时钟线） 数据帧宽度可编程：支持8位和16位数据传输格式。（SPI_CR1的DFF位） 可编程的数据传输顺序：高位在前或者低位在前（SPI_CR1寄存器中的LSBFIRST位） 可作为主设备也可作从设备（SPI_CR1寄存器的MSTR位） 可编程的位传输速率：在主/从模式下，最大都可达18MHZ(SPI_CR1寄存器中的BR[2:0]位) 可通过硬件或软件控制主从设备的NSS引脚，使用软件时，可动态改变主从模式 可编程的时钟极性CPOL和时钟相位CPHA，可选择SPI四种模式中的一种 带终端性能的发送和接受标志：发送缓冲区空（SPI_SR寄存器中的TXE位），接收缓冲区非空(SPI_SR中的RXNE位