SPI通信协议（SPI总线）学习

1、SPI通信协议（SPI总线）学习1、什么是SPI？SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写。是 Motorola 公司推出的一种同步串行接口技术，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。2、SPI优点支持全双工通信通信简单数据传输速率块3、缺点没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据，所以跟IIC总线协议比较在数据可靠性上有一定的缺陷。4、特点1）：高速、同步、全双工、非差分、总线式2）：主从机通信模式5、协议通信时序详解1）：SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以(单向传输时)。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI(数据输入)、SDO(数据输出)、SCLK(时钟)、CS(片选)。(1)SDO/MOSI 主设备数据输出，从设备数据输入;(2)SDI/MISO 主设备数据输入，从设备数据输出;(3)SCLK 时钟信号，由主设备产生;(4)CS/SS 从设备使能信号，由主设备控制。当有多个从设备的时候，因为每个从设备上都有一个片选引脚接入到主设备机中，当

2、我们的主设备和某个从设备通信时将需要将从设备对应的片选引脚电平拉低或者是拉高。2）：需要说明的是，我们SPI通信有4种不同的模式，不同的从设备可能在出厂是就是配置为某种模式，这是不能改变的；但我们的通信双方必须是工作在同一模式下，所以我们可以对我们的主设备的SPI模式进行配置，通过CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位）来控制我们主设备的通信模式，具体如下：Mode0：CPOL=0，CPHA=0Mode1：CPOL=0，CPHA=1Mode2：CPOL=1，CPHA=0Mode3：CPOL=1，CPHA=1时钟极性CPOL是用来配置SCLK的电平出于哪种状态时是空闲态或者有效态，时钟相位CPHA是用来配置数据采样是在第几个边沿：CPOL=0，表示当SCLK=0时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于高电平时CPOL=1，表示当SCLK=1时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于低电平时CPHA=0，表示数据采样是在第1个边沿，数据发送在第2个边沿CPHA=1，表示数据采样是在第2个边沿，数据发送在第1个边沿例如：CPOL=0，CPHA=0：此时空闲态时，SCLK处于低电平，数据采

3、样是在第1个边沿，也就是SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在上升沿，数据发送是在下降沿。CPOL=0，CPHA=1：此时空闲态时，SCLK处于低电平，数据发送是在第1个边沿，也就是SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在下降沿，数据发送是在上升沿。CPOL=1，CPHA=0：此时空闲态时，SCLK处于高电平，数据采集是在第1个边沿，也就是SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在下降沿，数据发送是在上升沿。CPOL=1，CPHA=1：此时空闲态时，SCLK处于高电平，数据发送是在第1个边沿，也就是SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在上升沿，数据发送是在下降沿。需要注意的是：我们的主设备能够控制时钟，因为我们的SPI通信并不像UART或者IIC通信那样有专门的通信周期，有专门的通信起始信号，有专门的通信结束信号；所以我们的SPI协议能够通过控制时钟信号线，当没有数据交流的时候我们的时钟线要么是保持高电平要么是保持低电平。6、内部工作机制SSPSR 是 SPI 设备内部的移位寄存器(Shift Register). 它的主要作用是根据 SPI时钟信号状

4、态, 往 SSPBUF 里移入或者移出数据, 每次移动的数据大小由 Bus-Width 以及 Channel-Width 所决定.最后，再附上用IO口来模拟的四种SPI模式程序，仅作参考理解用，还要根据实际情况改写，如下：/表示相关引脚高低电平，要根据实际引脚修改。SSEL_D(0) SSEL_D(1) /片选SCK_D(0) SCK_D(1) /时钟信号MOSI_D(0) MOSI_D(1) /SDOMISO_I(0) MISO_I(1) /SDI#define _CPOL 1 /时钟极性#define _CPHA 0 /时钟相位/延时子程序void delay()unsigned char m,n; for(n=0;n5;n+); for(m=0;m100;m+);/*模式零 写数据*/#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=

5、1; SCK_D(1); SCK_D(0);/*模式零 读数据*/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/*模式一 写数据*/#if _CPOL=0&_CPHA=1 /MODE 0 1void SPI_Send_Dat(unsigned char dat)unsigned char n;SCK_D(0);for(n=0;n8;n+) SCK_D(1); if(dat&0x80)MOSI_D(1); else MOSI_D(0); dat=1; SCK_D(0);/*模式一 读数据*/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(

6、)dat|=0x01; else dat&=0xfe; SCK_D(0); SCK_D(0); return dat;#endif/*模式二 写数据*/#if _CPOL=1&_CPHA=0 /MODE 1 0void SPI_Send_Dat(unsigned 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);/*模式二 读数据*/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 写数据*/#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);/*模式三 读数据*/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;#endifvoid main()SPI_Init();DDRB = 0XFF;/#if _CPOL/SCK_D(0);/#endifwhile(1)/SSEL_D(0);/SPI_Send_Dat(0x01);/SPI_Send_Dat(0x31);/SSEL_D(1);SSEL_D(0);SPI_Send_Dat(0x81);PORTB =SPI_Receiver_Dat();

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