第十五章串行外设接口（SPI）介绍

1、第十五章 串行外设接口(SPI)介绍 主要内容：主要内容：v15.1 SPI接口及操作接口及操作v15.2 SPI接口控制寄存器接口控制寄存器vSPI(Serial Peripheral Interface，串行，串行外设接口外设接口)总线系统是一种同步串行外设总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使接口，它可以使MCU与各种外围设备以与各种外围设备以串行方式进行通信。外围设备可以是串行方式进行通信。外围设备可以是FLASH RAM、网络控制器网络控制器、LCD显示显示驱动器、驱动器、A/D转换器转换器和和MCU等。等。概述概述15.1 SPI接口及操作接口及操作15.1.1 SPI接口原理接

2、口原理vSPI接口的全称是接口的全称是“Serial Peripheral Interface”，意为串行外围接口，是，意为串行外围接口，是Motorola首先在其首先在其MC68HCXX系列处理器上系列处理器上定义的。定义的。SPI接口主要应用在接口主要应用在EEPROM，FLASH，实时时钟，实时时钟，AD转换器，还有转换器，还有数字数字信号处理器信号处理器和数字信号解码器之间。和数字信号解码器之间。 SPI接口是以主从方式工作的，这种模式通常接口是以主从方式工作的，这种模式通常有一个主器件和一个或多个从器件。接口包有一个主器件和一个或多个从器件。接口包括以下四种信号括以下四种信号：v（1

3、）MOSI 主器件数据输出，从器件主器件数据输出，从器件数据输入。数据输入。 v（2）MISO 主器件数据输入，从器件主器件数据输入，从器件数据输出。数据输出。 v（3）SCLK 时钟信号时钟信号,由主器件产生。由主器件产生。 v （4） SS 从器件使能信号，由主器件控从器件使能信号，由主器件控制。制。 v如图如图15-1所示，在所示，在SCLK的下降沿数据改变，的下降沿数据改变，同时一位数据被存入移位寄存器。同时一位数据被存入移位寄存器。 vSPI接口内部硬件如图15-2所示：vS3C2410 SPI0口结构详图如15-3所示：15.1.2 SPI接口特性接口特性v 与与SPI接口协议接口

4、协议v2.11兼容；兼容；v 8位用于发送的移位寄存器；位用于发送的移位寄存器；v 8位用于接收的移位寄存器；位用于接收的移位寄存器；v 8位预分频逻辑；位预分频逻辑；v 查询、中断和查询、中断和DMA传送模式；传送模式；15.1.3 SPI接口操作接口操作v通过通过SPI接口，接口，S3C2410可以与外设同时发可以与外设同时发送送/接收接收8位数据。串行时钟线与两条数据线位数据。串行时钟线与两条数据线同步，用于移位和数据采样。如果同步，用于移位和数据采样。如果SPI是主设是主设备，数据传输速率由备，数据传输速率由SPPREn寄存器的相关寄存器的相关位控制。可以修改频率来调整波特率寄存器位控

5、制。可以修改频率来调整波特率寄存器的值。如果的值。如果SPI是从设备，其他的主设备提供是从设备，其他的主设备提供时钟，向时钟，向SPDATn寄存器中写入字节数据，寄存器中写入字节数据，SPI发送发送/接收操作就同时启动。某些情况下接收操作就同时启动。某些情况下nSS要在向要在向SPDATn寄存器中写入字节数据寄存器中写入字节数据之前激活。之前激活。15.1.4 SPI接口编程接口编程v如果如果ENSCK和和SPCONn中的中的MSTR位都被置位都被置位，向位，向SPDATn寄存器写一个字节数据，就寄存器写一个字节数据，就启动一次发送。也可以使用典型的编程步骤启动一次发送。也可以使用典型的编程步

6、骤来操作来操作SPI：v 设置波特率预分频寄存器（设置波特率预分频寄存器（SPPREn）。）。v 设置设置SPCONn配置配置SPI模块。模块。v 向向SPDATn中写中写10次次0 xFF来初始化来初始化MMC或或SD卡。卡。v 把一个把一个GPIO（当作（当作nSS）清零来激活）清零来激活MMC或或SD卡。卡。v 发送数据发送数据核查发送准备好标志核查发送准备好标志（REDY=1），之后向），之后向SPDATn中写数据。中写数据。v 接收数据（接收数据（1）：禁止）：禁止SPCONn的的TAGD位，位，正常模式正常模式向向SPDAT中写中写0 xFF，确定，确定REDY被置位后，从读缓冲区

7、中读出数据。被置位后，从读缓冲区中读出数据。v 接收数据（接收数据（2）：使能）：使能SPCONn的的TAGD位，位，自动发送虚拟数据模式自动发送虚拟数据模式确定确定REDY被置位被置位后，从读缓冲区中读出数据，之后自动开始后，从读缓冲区中读出数据，之后自动开始数据传输。数据传输。v 置位置位GPIO引脚（当作引脚（当作nSS的那个引脚），的那个引脚），停止停止MMC或或SD卡卡。15.1.5 SPI口的传输格式口的传输格式vS3C2410支持支持4种不同的数据传输格式，图种不同的数据传输格式，图15-2显示了具体的波形图。显示了具体的波形图。15.1.6 SPI通信模式通信模式v DMA模式

8、，该模式不能用于从设备模式，该模式不能用于从设备Format B形式。形式。v 查询模式，如果接受从设备采用查询模式，如果接受从设备采用Format B形式，形式，DATA_READ信号应该比信号应该比SPICLK延延迟一个相位。迟一个相位。v 中断模式，如果接受从设备采用中断模式，如果接受从设备采用Format B形式，形式，DATA_READ信号应该比信号应该比SPICLK延延迟一个相位迟一个相位。15.2 SPI接口控制寄存器接口控制寄存器v15.2.1 SPI控制寄存器（控制寄存器（SPICONn）vSPI控制寄存器具体描述如表控制寄存器具体描述如表15-1所示。所示。15.2.2 SPI状态寄存器（状态寄存器（SPSTAn）vSPI状态寄存器如表状态寄存器如表15-2所列。所列。15.2.3 SPI引脚控制寄存器（引脚控制寄存器（SPPINn）vSPI引脚控制寄存器如表引脚控制寄存器如表15-3所列。所列。15.2.4 SPI波特率预分频寄存器（波特率预分频寄存器（SPIPREn）vSPI波特率预分频寄存器如表波特率预分频寄存器如表15-4所示所示。15.2.5 SPI发送数据寄存器（发送数据寄存器（SPTDATn）vSPI发送数据寄存器如表发送数据寄存器如表15-5所示。所示。v发送数据寄存器中存放待发送数据寄存器中存放待SPI口发送的数据