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SPI協議工作過程詳解文檔，內含實例代碼

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樓主
ID:92536 發表于 2018-7-7 10:12 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
SPI：一種3線（有的沒有SS線（選擇主或從機模式））或4線的通信方式：
           MOSI:主機出從機進數據線
                 MISO:主機進從機從數據線
                 SCK: 時鐘線
                 SS:  主從模式選擇線
工作過程的理解：設置好相應的配置后就可以發送或接收數據，當放送或接收完成后就會是SPIF置位，此時如果開了中斷就會就入中斷服務程序。如果沒開中斷就可以通過查詢該標志位來做相應的事。進入中段服務程序后，或者讀（寫）SPDR寄存器都可以清零SPIF標志位。從而可以開始下一次的傳輸
相應的寄存器
1：SCPR:控制寄存器：SPI的大部分設置
2：SPSR:標志寄存器：（查看一些標志（主要是SPIF位）和設置SPI速度）
3：SPDR:數據寄存器：
SS引腳的說明：（實質就是當配置為輸入時：是主機還是從機由輸入的電平來決定）
從機模式： 當 SPI 配置為從機時，從機選擇引腳 SS 總是為輸入。SS 為低將激活 SPI 接口， MISO
成為輸出 ( 用戶必須進行相應的端口配置 ) 引腳，其他引腳成為輸入引腳。當 SS 為高時
所有的引腳成為輸入， SPI 邏輯復位，不再接收數據。
SS引腳對于數據包/字節的同步非常有用，可以使從機的位計數器與主機的時鐘發生器同
步。當SS 拉高時SPI從機立即復位接收和發送邏輯，并丟棄移位寄存器里不完整的數據。

主機模式：當 SPI 配置為主機時 (SPCR 的 MSTR置位 )，用戶可以決定 SS 引腳的方向。
若 SS 配置為輸出，則此引腳可以用作普通的 I/O 口而不影響 SPI 系統。典型應用是用來
驅動從機的 SS 引腳。
如果 SS 配置為輸入，必須保持為高以保證 SPI 的正常工作。若系統配置為主機，SS 為
輸入，但被外設拉低，則 SPI 系統會將此低電平解釋為有一個外部主機將自己選擇為從
機。為了防止總線沖突， SPI 系統將實現如下動作：
1. 清零 SPCR 的 MSTR 位，使 SPI 成為從機，從而 MOSI 和 SCK變為輸入。
2. SPSR 的 SPIF 置位。若 SPI 中斷和全局中斷開放，則中斷服務程序將得到執行。
因此，使用中斷方式處理 SPI 主機的數據傳輸，并且存在 SS 被拉低的可能性時，中斷服
務程序應該檢查 MSTR 是否為 "1”。若被清零，用戶必須將其置位，以重新使能 SPI 主機
模式。
管腳配置
一：SCPR:控制寄存器：（SPI的大部分設置都在該寄存器）
二SPSR:標志寄存器：（查看一些標志和設置SPI速度，主要是用到SPIF這個標志位，接收完成和發送完成都會置位這個標志，進入中斷服務程序或訪問SPDR寄存  器都可以清零這個標志）
三SPDR:數據寄存器：


應用步驟：
1先根據是主還是從設置端口的模式（輸入還是輸出）
主機：SS   MOSI   SCK 為出 MISO為入
從機：SS   MOSI   SCK 為入 MISO 為出
2配置相應的寄存器（就三個寄存器，注意用到中斷時要先開總中斷）
3用中斷或查詢法發送或接收數據
注意：主機或者從機都可以發送或接收。發送完之后就可以馬上發下一個數據了。接收也是只要接收完了也可以馬上接收下一個數據了
一：發送：（一般用查詢方式發送比較好：此時只要查詢發送完畢的標志位SPIF是否置位）
常用：while(!(SPSR & (1<<SPIF))); //等待發送完畢或接收完畢
查詢法：實質就是查詢SPSR的SPIF位是否置位，接收完和發送完都可以置位，（如果開了中斷的話就會進入相應的中斷）
例子：
  • 主機發送（查詢方式）（只要發送完畢了就可以繼續發送了）
//主機模式下發送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，低位首發，主機模式，時鐘模式00，上升沿采樣；時鐘速率Fosc/128
  9.     SPSR = 0x00; //SPI2x=0
  10. }
  11. void SPI_send_data(char cData)
  12. {
  13.               PORTB &=~ (1<<PB4); //強制接收方進入從模式（在接收方的NSS引腳沒有接地時）
  14. //              SPCR |= (1<<MSTR); // MSTR有時會被清零，這里強制進入主機模式
  15.               SPDR =cData;
  16.               while(!(SPSR & (1<<SPIF))); //等待發送完畢
  17. //              PORTB |= (1<<PB4); //相當于釋放總線(這樣可以讓別的主機控制從機)

  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. }
復制代碼

2從機接收（查詢方式）

  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允許。從機方式
  18.               SPSR = 0x00; //                            SPI倍速.頻率為系統時鐘
  19. }

  21. void init_devices(void)
  22. {
  23.               port_init();
  24.               spi_init();
  25. }
  26. //主函數
  27. int main(void)
  28. {
  29.               init_devices();
  30.      while(1)
  31.               {            
  32.                             while(!(SPSR & (1<<SPIF)));//等待數據接收完成
  33.                             PORTA=SPDR;//把接收到的數據賦給A口
  34.                             _delay_loop_2(900);
  35.             
  36.               }
  37. }
復制代碼

3從機中斷方式接收數據（注意：當進入中斷服務程序后SPIF會自動清零）
  1. /*中斷方式接收數據*/
  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中斷使能,SPI使能，低位首發，從機模式，時鐘模式00，上升沿采樣；時鐘速率Fosc/128
  19.     SPSR = 0x00; //SPI2x=0
  20. }

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

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

  39.   PORTA=SPDR;

  41. }
復制代碼

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沙發
ID:25103 發表于 2018-9-16 22:32 | 只看該作者
感謝分享！！ 共同學習共同進步
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板凳
ID:264733 發表于 2019-11-2 10:43 | 只看該作者
謝謝分享
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地板
ID:611955 發表于 2019-11-15 07:13 | 只看該作者
感謝分享
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