原创 SPI总线学习

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1、SPI总线速度：
波特率可以高达5Mbps，具体速度大小取决于SPI硬件。
例如，Xicor公司的SPI串行器件传输速度能达到5MHz；
ATMEL的AT45DB021B，20 MHz Max Clock Frequency；

         LPC2214的SPI，最大数据位速率为输入时钟速率的1/8。

2、SPI简介：
同步外设接口(SPI)是由摩托罗拉公司开发的全双工同步串行总线，该总线大量用在与EEPROM、ADC、FLASH和显示驱动器之类的慢速外设器件通信。
  　SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行同步通讯协议，由一个主设备和一个或多个从设备组成，主设备启动一个与从设备的同步通讯，从而完成数据的交换。通讯时，数据由MOSI  输出，MISO 输入，数据在时钟的上升或下降沿由MOSI 输出，在紧接着的下降或上升沿由MISO 读入，这样经过8/16 次时钟的改变，完成8/16 位数据的传输。

       ====在一次数据传输过程中，接口上只能有一个主机和一个从机能够通信。并且，主机总是向从机发送一个字节数据，而从机也总是向主机发送一个字节数据。

该总线通信基于主-从配置。它有4个信号：
      MOSI:主出/从入
      MISO:主入/从出
      SCK:串行时钟
      SS:从属选择 。即CS（从使能信号），CS 决定了唯一的与主设备通信的从设备，如        没有CS 信号，则只能存在一个从设备，主设备通过产生移位时钟来发起通讯。

         在SPI传输中，数据是同步进行发送和接收的。数据传输的时钟基于来自主处理器的时钟脉冲，摩托罗拉没有定义任何通用SPI的时钟规范。然而，最常用的时钟设置基于时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)两个参数，CPOL定义SPI串行时钟的活动状态，而CPHA定义相对于SO-数据位的时钟相位。CPOL和CPHA的设置决定了数据取样的时钟.

3、例子：

        LPC2214有两个SPI接口。

SPI 从机选择信号是一个低有效信号，用于指示被选择参与数据传输

的从机。每个从机都有各自特定的从机选择输入信号。在数据处理之前，SSEL

必须为低电平并在整个处理过程中保持低电平。如果在数据传输中SSEL 信号变

为高电平，传输将被中止。这种情况下，从机返回到空闲状态并将任何接收到

的数据丢弃。对于这样的异常没有其它的指示。该信号不直接由主机驱动。可

通过软件使用一个通用I/O 口来驱动。

注：配置为SPI 主机的LPC2114/2124/2212/2214 必须选择一个合适的管脚用作

SSEL 功能并使其保持高电平，只有这样，器件才能真正执行主机的功能。

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例程：XFT-8001部分SPI软体；

     /*----定义SPI相关控制器的控制位(SPCR)----*/

#define  MSTR BIT5               /*-----主模式控制---- #define  BIT5  0x00000020   */

#define CPOL  BIT4               /*-----时钟极性控制---- #define BIT4  0x00000010  */

#define  CPHA BIT3               /*-----时钟相位控制----*/

#define  LSBF BIT6               /*-----移位方向控制----*/

#define  SCK  P0_4              /*------串行时钟-------*/

#define  MISO P0_5                    /*------主入从出-------*/

#define  MOSI P0_6                   /*------主出从入------*/

#define  SSEL_AD  P0_16              /*----从机选择SPI脚---*/

#define FLASH_CS P0_19

void SpiInit(uint8 x)

{

  switch(x)

       {

            case FLASHSPI:                                                                   //按照flash的要求初始化SPI

                         S0SPCCR = 0x00000036;         //约400KHz的时钟频率   S0SPCCR=Fpclk/SPI频率

                            S0SPCR  = MSTR;                                                          //主控制器,模式选择0

                            break;

                   case SDSPI:                                                                                //按照SD卡的要求初始化SPI

                            S0SPCCR         = 0x0000000E;

                            S0SPCR  = MSTR;

                            break;

                   case HC595SPI:                                                                       //按照595的要求初始化SPI

                            break;

         }

}

/***********************************************************************

** 函数名称: SpiSendData()

** 功能描述:       用SPI总线发送数据,由于SPI的特点，SPI在发送数据的时候，也在接收数据；如果仅仅要求接收数据，也要发送数据，不然没有SCK时钟

** 输　入:           x:SPI将要发送的数据

** 输　出:           返回接收的数据        

** 全局变量:       无

** 调用模块:       无

** 日　期:           <?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />2006年11月12日

************************************/

uint8 SpiSendData(uint8 x)

{ S0SPDR = x;

           while((S0SPSR&0x80)==0);

           return S0SPDR;

}

/*************************

** 函数名称: EraseFlashBlock()

** 功能描述:       擦除单个block的数据, 可以擦除器件中的任何一个指定编号的block块,完成擦除之后要读取状态位来判断是否擦除完毕

**                在片选信号CS的上升沿开始擦除

** 输　入:           addr:要擦除的块编号，对于AT45DB021B而言，范围从0～127

** 输　出:           无

** 全局变量:       无

** 调用模块:       无

** 日　期:           2007年5月12日

****************************************************************/

void EraseFlashBlock(uint8 addr)

{ uint16 temp;

  uint8 temp1,temp2;

         temp = (addr<<4);

           temp1=(temp>>8)&0x00FF;

           temp2=temp&0x00FF;

SpiSendData(0x50);    // 0x50 是AT45DB021B的Block Erase命令。

         SpiSendData(temp1);   // 给出块的Address Byte。

           SpiSendData(temp2);

           SpiSendData(0x00);

}

/******************************************************************************

** 函数名称: EraseFlashPage()

** 功能描述:       擦除单个page快的数据, 可以擦除器件中的任何一个指定编号的page块,完成擦除之后要读取状态位来判断是否擦除完毕

**                在片选信号CS的上升沿开始擦除

** 输　入:           addr:要擦除的page编号，对于AT45DB021B而言，范围从0～1023

** 输　出:           无

** 全局变量:       无

** 调用模块:       无

***************/

void EraseFlashPage(uint16 addr)

{

uint16 temp;

uint8 temp1,temp2;

           temp = (addr<<1);

           temp1=(temp>>8)&0x00FF;

           temp2=temp&0x00FF;

         SpiSendData(0x81);         // 0x81 是AT45DB021B的Page Erase命令。

           SpiSendData(temp1);        // 给出page的Address Byte。

           SpiSendData(temp2);

           SpiSendData(0x00);

}

/*************************************************************************

** 函数名称: PreReadPage()

** 功能描述:       读取某一页的任何数据,本函数并不从page中读数据，后面跟上SpiSendData函数读数据

** 输　入:           page_addr，page_addr是指定的页地址

**                byte_addr,byte_addr指定的字节地址

** 输　出:           无

**        

** 全局变量:       无

** 调用模块:       无

************************************************/

void PreReadPage(uint16 page_addr,uint16 byte_addr)

{

uint32 temp;

uint8 temp1,temp2,temp3;

temp=byte_addr+page_addr<<9;

temp1=(temp>>16)&0x000000FF;

temp2=(temp>>8)&0x000000FF;

temp3=temp&0x000000FF;

SpiSendData(0xD2);     //0xD2 是AT45DB021B的Main Memory Page Read命令。

SpiSendData(temp1);     // 给出page的Address Byte。

SpiSendData(temp2);

SpiSendData(temp3);

SpiSendData(0x00);      //

SpiSendData(0x00);

SpiSendData(0x00);

SpiSendData(0x00);

}

/**************************************************************************

** 函数名称: ReadFlashState()

** 功能描述:       读取Flash的状态,在对flash进行包含buffer的操作，擦除操作等要检查flash的状态

** 输　入:           无

** 输　出:           state:返回Flash的状态

**        

** 全局变量:       无

** 调用模块:       无

**********************/

uint8 ReadFlashState(void)

{

uint8 state="0";

SpiSendData(0xD7);    // 0xD7 是AT45DB021B的Status Register Read 命令。

state=SpiSendData(0x00);

return state;

}