串行SPI接口.ppt

第十五章串行SPI接口应用 串行外设接口SPI 串行同步方式的3线或4线通信接口 主要用于单片机与外围器件之间的板级通信典型SPI系统主机输出 从机输入 MOSI 主机输入 从机输出 MISO 同步时钟 SCLK 从机选择 SS MOSI MOSI MISO MISO SCLK SCLK SS SS 串行外设接口SPI SPI通信特点主机控制具有完全主导地位全双工高速通信方式 MOSI MOSI MISO MISO SCLK SCLK SS SS 串行外设接口SPI SPI通信的工作模式和时序可工作于4种模式 取决于同步时钟的极性和相位同步时钟极性 CPOL CPOL 0 SPI传输空闲时 SCLK保持为0CPOL 1 SPI传输空闲时 SCLK保持为1同步时钟相位 CPHA CPHA 0 SCLK前沿采样锁存 后沿串行移出数据CPOL 1 SCLK后沿采样锁存 前沿串行移出数据参见书上pp 434 表15 1和图15 3 串行外设接口SPI 多机SPI通信SPI总线上可以挂接多个SPI设备 采用主 从模式通信 任一时刻只能有一个主机 且只能与一个从机通信 MOSI MOSI MISO MISO SCLK SCLK PA0 SS MOSI MISO SCLK SS PA1 AVR的SPI接口原理与使用 SPI接口的结构和功能数据寄存器 8位移位寄存器 配备一个读缓冲寄存器SPDR读取收到字节的操作应在下一个字节传输完成前进行 否则会被覆盖 写字节操作应在前一个字节传输完成后进行 否则会出现写碰撞 Master Slave pp 437 Fig 15 6 SCLK SS AVR的SPI接口原理与使用 SPI接口的结构和功能时钟逻辑 作为SPI主机时 时钟信号由内部分频器对系统时钟分频获得 最高为fosc 2 作为SPI从机时 时钟由SCK引脚引入 最高为fosc 4 AVR的SPI接口原理与使用 SPI接口的结构和功能引脚逻辑 4个引脚 由用户定义方向 由主机程序控制 SPI接口相关的寄存器 SPI控制寄存器SPCR SPIE SPI中断允许 SPE SPI通信允许 DORD 数据移出顺序 1为LSB方式 0为MSB方式 MSTR 主 从机选择 1主机 0从机 CPOL SCK时钟极性选择 1高电平 0低电平 CPHA SCK时钟相位选择 参见表15 1和图15 3 SPR 1 0 SPI时钟速率选择 详见表15 3 SPI接口相关的寄存器 SPI状态寄存器SPSR SPIF SPI中断标志 串行传送完成时置1 清零方式pp 440 WCOL 写冲突标志 数据传送时写SPDR则会置1 SPI2X 倍速SPI选择 主机SPI模式下 该位置1会加倍SCK SPI接口相关的寄存器 SPI数据寄存器SPDR SPI接口的设计应用要点 初始化正确选择SPI的主 从机模式 一般单片机设为主机 外设为从机正确设置通信参数 主机最高fosc 2 从机最高fosc 4正确设置数据传出的顺序 MSB先发送还是LSB先发送SS引脚的处理主机模式下该引脚应尽量设为输出模式SPI主机模式下 该引脚不会自动产生任何信号 需通过程序设定 SPI接口应用实例1 采用74HC595结合SPI接口控制多位7段LED数码管显示电路图及仿真结果 见Proteus和实验电路板原理图程序分析 见程序 SPI接口应用实例2 采用外接A D转换器的万用表采用具有SPI接口的TLC549 一款8位逐次逼近型A D转换器测量外部模拟