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SPI协议工作过程详解文档，内含实例代码

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楼主
ID:92536 发表于 2018-7-7 10:12 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
SPI：一种3线（有的没有SS线（选择主或从机模式））或4线的通信方式：
           MOSI:主机出从机进数据线
                 MISO:主机进从机从数据线
                 SCK: 时钟线
                 SS:  主从模式选择线
工作过程的理解：设置好相应的配置后就可以发送或接收数据，当放送或接收完成后就会是SPIF置位，此时如果开了中断就会就入中断服务程序。如果没开中断就可以通过查询该标志位来做相应的事。进入中段服务程序后，或者读（写）SPDR寄存器都可以清零SPIF标志位。从而可以开始下一次的传输
相应的寄存器
1：SCPR:控制寄存器：SPI的大部分设置
2：SPSR:标志寄存器：（查看一些标志（主要是SPIF位）和设置SPI速度）
3：SPDR:数据寄存器：
SS引脚的说明：（实质就是当配置为输入时：是主机还是从机由输入的电平来决定）
从机模式： 当 SPI 配置为从机时，从机选择引脚 SS 总是为输入。SS 为低将激活 SPI 接口， MISO
成为输出 ( 用户必须进行相应的端口配置 ) 引脚，其他引脚成为输入引脚。当 SS 为高时
所有的引脚成为输入， SPI 逻辑复位，不再接收数据。
SS引脚对于数据包/字节的同步非常有用，可以使从机的位计数器与主机的时钟发生器同
步。当SS 拉高时SPI从机立即复位接收和发送逻辑，并丢弃移位寄存器里不完整的数据。

主机模式：当 SPI 配置为主机时 (SPCR 的 MSTR置位 )，用户可以决定 SS 引脚的方向。
若 SS 配置为输出，则此引脚可以用作普通的 I/O 口而不影响 SPI 系统。典型应用是用来
驱动从机的 SS 引脚。
如果 SS 配置为输入，必须保持为高以保证 SPI 的正常工作。若系统配置为主机，SS 为
输入，但被外设拉低，则 SPI 系统会将此低电平解释为有一个外部主机将自己选择为从
机。为了防止总线冲突， SPI 系统将实现如下动作：
1. 清零 SPCR 的 MSTR 位，使 SPI 成为从机，从而 MOSI 和 SCK变为输入。
2. SPSR 的 SPIF 置位。若 SPI 中断和全局中断开放，则中断服务程序将得到执行。
因此，使用中断方式处理 SPI 主机的数据传输，并且存在 SS 被拉低的可能性时，中断服
务程序应该检查 MSTR 是否为 "1”。若被清零，用户必须将其置位，以重新使能 SPI 主机
模式。
管脚配置
一：SCPR:控制寄存器：（SPI的大部分设置都在该寄存器）
二SPSR:标志寄存器：（查看一些标志和设置SPI速度，主要是用到SPIF这个标志位，接收完成和发送完成都会置位这个标志，进入中断服务程序或访问SPDR寄存  器都可以清零这个标志）
三SPDR:数据寄存器：


应用步骤：
1先根据是主还是从设置端口的模式（输入还是输出）
主机：SS   MOSI   SCK 为出 MISO为入
从机：SS   MOSI   SCK 为入 MISO 为出
2配置相应的寄存器（就三个寄存器，注意用到中断时要先开总中断）
3用中断或查询法发送或接收数据
注意：主机或者从机都可以发送或接收。发送完之后就可以马上发下一个数据了。接收也是只要接收完了也可以马上接收下一个数据了
一：发送：（一般用查询方式发送比较好：此时只要查询发送完毕的标志位SPIF是否置位）
常用：while(!(SPSR & (1<<SPIF))); //等待发送完毕或接收完毕
查询法：实质就是查询SPSR的SPIF位是否置位，接收完和发送完都可以置位，（如果开了中断的话就会进入相应的中断）
例子：
  • 主机发送（查询方式）（只要发送完毕了就可以继续发送了）
//主机模式下发送1-255
  1. #include <avr/io.h>
  2. #define uint unsigned int
  3. #define uchar unsigned char
  4. void spi_init(void)
  5. {
  6.     PORTB |= (1<<PB4) | (1<<PB5) | (1<<PB6) | (1<<PB7); //
  7.     DDRB |= (1<<DDB5) | (1<<DDB7) | (1<<DDB4);     //Set MOSI, SCK AND SS as outputs
  8.     SPCR = 0x73; //SPI使能，低位首发，主机模式，时钟模式00，上升沿采样；时钟速率Fosc/128
  9.     SPSR = 0x00; //SPI2x=0
  10. }
  11. void SPI_send_data(char cData)
  12. {
  13.               PORTB &=~ (1<<PB4); //强制接收方进入从模式（在接收方的NSS引脚没有接地时）
  14. //              SPCR |= (1<<MSTR); // MSTR有时会被清零，这里强制进入主机模式
  15.               SPDR =cData;
  16.               while(!(SPSR & (1<<SPIF))); //等待发送完毕
  17. //              PORTB |= (1<<PB4); //相当于释放总线(这样可以让别的主机控制从机)

  19. }

  21. void Delay(uint z) //
  22. {
  23.    unsigned int i,j;
  24.    for(i=z;i>0;i--)
  25.     for(j=2000;j>0;j--);

  27. }

  29. int main(void)
  30. {
  31.               unsigned int i=0;
  32.               spi_init();
  33.               while(1)
  34.               {
  35.                             for(i=255;i>0;i--)
  36.                             {
  37.                                 SPI_send_data(i);
  38.                                           Delay(100);
  39.                             }
  40.               }
  41. }
复制代码

2从机接收（查询方式）

  2. #include <avr/io.h>
  3. #include <avr/delay.h>
  4. #define uchar              unsigned char
  5. #define uint              unsigned int
  6. void port_init(void)
  7. {
  8.               PORTA = 0x00;
  9.               DDRA  = 0xFF;
  10.               PORTB = 0xFF;
  11. }

  13. void spi_init(void)
  14. {
  15.     DDRB = (1<<5) |(1<<7);
  16.               DDRB&=~(1<<4)|(1<<6);
  17.               SPCR = 0x63; //                            SPI允许。从机方式
  18.               SPSR = 0x00; //                            SPI倍速.频率为系统时钟
  19. }

  21. void init_devices(void)
  22. {
  23.               port_init();
  24.               spi_init();
  25. }
  26. //主函数
  27. int main(void)
  28. {
  29.               init_devices();
  30.      while(1)
  31.               {            
  32.                             while(!(SPSR & (1<<SPIF)));//等待数据接收完成
  33.                             PORTA=SPDR;//把接收到的数据赋给A口
  34.                             _delay_loop_2(900);
  35.             
  36.               }
  37. }
复制代码

3从机中断方式接收数据（注意：当进入中断服务程序后SPIF会自动清零）
  1. /*中断方式接收数据*/
  2. #include <avr/io.h>
  3. #include <avr/interrupt.h>
  4. #define uchar              unsigned char
  5. #define uint              unsigned int

  7. //端口初始化
  8. void port_init(void)
  9. {
  10.               PORTA = 0xFF;
  11.               DDRA  = 0xFF;
  12. }

  14. void spi_init(void)
  15. {
  16.               PORTB |= (1<<4) | (1<<5) | (1<<6) | (1<<7); //
  17.     DDRB |= (1<<5) | (1<<7) | (1<<4);     //Set MOSI, SCK AND SS as outputs
  18.     SPCR = 0xE3; //SPI中断使能,SPI使能，低位首发，从机模式，时钟模式00，上升沿采样；时钟速率Fosc/128
  19.     SPSR = 0x00; //SPI2x=0
  20. }

  22. void init_devices(void)
  23. {
  24.               port_init();
  25.               spi_init();
  26.               sei();//开全局中断
  27. }

  29. //主函;
  30. int main(void)
  31. {
  32.     init_devices();
  33.               while(1);
  34. }
  35. //SPI中断函数
  36. SIGNAL(SIG_SPI)
  37. {

  39.   PORTA=SPDR;

  41. }
复制代码

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SPI.doc (663.5 KB, 下载次数: 41)


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沙发
ID:25103 发表于 2018-9-16 22:32 | 只看该作者
感谢分享！！ 共同学习共同进步
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板凳
ID:264733 发表于 2019-11-2 10:43 | 只看该作者
谢谢分享
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地板
ID:611955 发表于 2019-11-15 07:13 | 只看该作者
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