SPI通信协议(SPI总线)学习.doc

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 Inteface）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

2、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

3、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：Mode。： CPOL=0, CPHA=0Model: 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

4、=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 :止匕时空闲态时，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

5、，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

6、位寄存器 (Shift Register).它的主要作 用是根据SPI时钟信号状态，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

7、钟相位延时子程序void delay()unsigned char m,n;for(n=0;n for(m=0;m*unsigned char SPI_Receiver_Dat(void)模式零写数据*#if _CPOL=0 /MODE 0 0void SPI_Send_Dat(unsigned char dat)unsigned char n;for(n=0;nSCK_D(0);if(datelse MOSI_D(0);dat SCK_D(1);SCK_D(0);*模式零 读数据*unsigned char n ,dat,bit_t;for(n=0;nSCK_D(0);dat if(MISO

8、_I()dat|=0x01;else datSCK_D(1);SCK_D(0);return dat;#endifI*模式一 写数据*/#if _CPOL=0 /MODE 0 1void SPI_Send_Dat(unsigned char dat)unsigned char n;SCK_D(0);for(n=0;nSCK_D(1);if(datelse MOSI_D(0);dat SCK_D(0);I*模式一读数据*/unsigned char SPI_Receiver_Dat(void)unsigned char n ,dat,bit_t;for(n=0;nSCK_D(1)；dat if(

9、MISO_I()dat|=0x01;else datSCK_D(0)；SCK_D(0)；return dat;#endif尸*模式二 写数据*#if _CPOL=1 /MODE 1 0void SPI_Send_Dat(unsigned char dat)unsigned char n;for(n=0;nSCK_D(1);if(datelse MOSI_D(0);dat 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;nSCK_D(1);dat

10、 if(MISO_I()dat|=0x01;else datSCK_D(0);SCK_D(1);return dat;#endifI*模式三 写数据*#if _CPOL=1 /MODE 1 1void SPI_Send_Dat(unsigned char dat)unsigned char n;SCK_D(1);for(n=0;nSCK_D(0);if(datelse MOSI_D(0);dat SCK_D(1);I*模式三 读数据*/unsigned char SPI_Receiver_Dat(void)unsigned char n ,dat,bit_t;SCK_D(0);for(n=0;n SCK_D(0);dat if(MISO_I()dat|=0x01;else datSCK_D(1);SCK_D(1);return dat;#endif void main()SPI_Init()