• 【硬件通讯协议】SIP总线协议以及模拟(软件)SPI

    参考资料

    NXP 官方网站提供的 SPI 总线规范

    S12SPIV4.pdficon-default.png?t=M666https://www.nxp.com/files-static/microcontrollers/doc/ref_manual/S12SPIV4.pdfSPI 是 Motorola 提出的，被收购后是分给了恩智浦吧！

    真的很无语，就是一个规范而已，CSDN上还那么多要下载积分才能下载的搬运工！

    SPI协议需参考IIC协议，对于SPI协议介绍没有非常细致！

    【硬件通讯协议】IIC总线协议以及模拟(软件)IICII2总线的介绍，软件IIC基于C51的实现方法。提供部分代码供为参考！https://blog.csdn.net/qq_41650023/article/details/126207398?spm=1001.2014.3001.5502

    SPIBus

    SPI是4线制总线：MISO、MOSI、SCLK、CS。SPI是全双工的！

    • MISO：Master input slave output（主机输入，从机输出）数据流由从机到主机
    • MOSI：Master output slave input（主机输出，从机输入）数据流由主机到从机
    • SCLK：Serial Clock（串行时钟信号线）时钟信号由主机产生
    • CS/SS：Chip select / Slave select（片选信号）

    对于不同的公司命名方面可能有些差异，但是功能是相同的！

    SPI 和 IIC 也较为相似，具体再详细看 IIC 协议！

    SPI 一般被作用于一主多从的状态。

    SPI由于不同生产厂商，数据输入输出、时钟频率指标都会不同，要查手册！！！！

    通讯模式

    CS 信号由高变低，是 SPI 的起始信号。CS 信号由低变高，是 SPI 的停止信号。

    片选是低电平有效，最好加上拉电阻

    写数据也是没有硬性规定的，可以先写高位，也可以先写低位！

    单独接CS

    单独进行和某一个从机的通讯，CS可以用二进制解码芯片来拓展。例如3-8译码器。

    SPI通信含有移位寄存器的器件

    此时同时进行片选，但数据过多时，会从Peripheral1溢出到Peripheral2，最适合驱动数码管或者LED点阵了啊！！！这种连接方式被称为：菊花链。

    时钟相位和时钟极性

    SPI 有四种通讯模式，根据时钟极性(CPOL/SPO)、时钟相位(CPHA/SPH)所控制。

    • CPOL = 1：SCK信号线在空闲时为高电平
    • CPOL = 0：SCK信号线在空闲时为低电平
    • CPHA = 1：数据线在 SCK 的“偶数边沿”被采样
    • CPHA = 0：数据线在 SCK 的“奇数边沿”被采样

    至于是上升沿还是下降沿采样，需要结合CPOL和CPOH共同判断！

    Transfer ModeCPOLCPHA采样效果
    Mode 000第一个边沿为上升沿，奇数边沿采样（上升沿数据采样）
    Mode 101第一个边沿为上升沿，偶数边沿采样（下降沿数据采样）
    Mode 210第一个边沿为下降沿，奇数边沿采样（下降沿数据采样）
    Mode 311第一个边沿为下降沿，偶数边沿采样（上升沿数据采样）

    主机和从机在相同的模式下才可以正常进行通讯！

    STCl2C5A60S2单片机的SD卡读写
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    SPI总线接口的软件实现-89C51

    采用和X5045进行通讯作为例子！

    SCK信号线在空闲时为低电平

    1. sbit SPI_SO = P1^1;
    2. sbit SPI_SI = P1^6;
    3. sbit SPI_SCK = P1^4;
    4. sbit SPI_CS = P1^2;

    SPIBus发送一个字节数据

    1. void SPI_WriteByte(unsigned char byte)
    2. {
    3.     unsigned char i;
    4.     unsigned char tmp;
    5.     for(i=0; i<8; i++)
    6.     {
    7.         SPI_SCK = 0;
    8.         tmp = byte & 0x80;
    9.         if(tmp == 0x80)
    10.         {
    11.             SPI_SI = 1;
    12.             _nop_();
    13.         }
    14.         else
    15.         {
    16.             SPI_SI = 0;
    17.             _nop_();
    18.         }
    19.         SPI_SCK = 1;
    20.         byte = byte<<1;
    21.     }
    22. }

    SPIBus接收一个字节数据

    1. unsigned char SIP_ReadByte()
    2. {
    3.     unsigned char i;
    4.     unsigned char byte = 0;
    5.     for(i=8; i>0; i--)
    6.     {
    7.         byte = byte<<1;
    8.         SPI_SCK = 1;
    9.         _nop_();
    10.         _nop_();
    11.         SPI_SCK = O;
    12.         _nop_();
    13.         _nop_();
    14.         byte = byte | (unsigned char)SPI_SO;
    15.     }
    16.     return byte;
    17. }

    SPIBus开始/结束

    1. void SPI_Start(void)
    2. {
    3.     SPI_CS = 1;
    4.     _nop_();
    5.     _nop_();
    6.     SPI_SCK = 0;
    7.     _nop_();
    8.     _nop_();
    9.     SPI_CS = 0;
    10.     _nop_();
    11.     _nop_();
    12. }
    13.  
    14. void SPI_End(void)
    15. {
    16.     SPI_SCK = 0;
    17.     _nop_();
    18.     _nop_();
    19.     SPI_CS = 1;
    20.     _nop_();
    21.     _nop_();
    22. }

    X5045相关的程序

    1. #define WREN     0X06    // 设置写使能锁存器
    2. #define WRDI     0X04    // 复位写使用锁存器
    3. #define RSDR     0X05    // 读状态寄存器
    4. #define WRSR     0X01    // 写状态寄存器
    5. #define READ     0X03    // 读操作指令 0000 A8 011
    6. #define WRITE    0X02    // 写操作指令 0000 A8 010
    7. #define WIP      0X01    // 状态寄存器写操作是否正忙

    读取X5045状态寄存器功能

    1. unsigned char X5045_ReadStatus(void)
    2. {
    3.     unsigned char tmp;
    4.     SPI_Start();
    5.     SPI_WriteByte(RSDR);
    6.     tmp = SPI_ReadByte();
    7.     return tmp;
    8. }

    写X5045状态寄存器功能

    SPI总线协议
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    下载
    1. void X5045_WriteStatus(unsigned char status)
    2. {
    3.     unsigned char tmp;
    4.     SPI_Start();
    5.     SPI_WriteByte(WREN);
    6.     SPI_End();
    7.     SPI_Start();
    8.     SPI_WriteByte(WRSR);
    9.     SPI_WriteByte(status);
    10.     SPI_End();
    11.     d0
    12.     {
    13.         SPI_Start();
    14.         SPI_WriteByte(RSDR);
    15.         tmp = SPI_ReadByte();
    16.         SPI_End();
    17.     }
    18.     while(tmp&WIP);
    19. }

    读X5045指定地址EEPROM中的数据

    1. unsigned char X5045_ReadAddrData(unsigned char addr)
    2. {
    3.     unsigned char addr_tmp,tmp;
    4.     unsigned char read_cmd;
    5.     if(addr > 255)
    6.         read_cmd = READ|0X08;
    7.     else
    8.         read_cmd = READ;
    9.     addr_tmp = (unsigned char)(addr & 0xff);
    10.     SPI_Start();
    11.     SPI_WriteByte(read_cmd);
    12.     SPI_WriteByte(addr_tmp);
    13.     tmp = SPI_ReadByte();
    14.     SPI_End();
    15.     return tmp;
    16. }

    写X5045指定地址EEPROM中的数据

    1. void X5045_WriteAddrData(unsigned char addr, unsigned char edate)
    2. {
    3.     unsigned char addr_tmp,tmp;
    4.     unsigned char cmd_tmp;
    5.     SPI_Start();
    6.     SPI_WriteByte(WREN);
    7.     SPI_End();
    8.     if(addr > 255)
    9.         cmd_tmp = WRITE|0X08;
    10.     else
    11.         cmd_tmp = WRITE;
    12.     addr_tmp = (unsigned char)(addr & 0xff);
    13.     SPI_Start();
    14.     SPI_WriteByte(cmd_tmp);
    15.     SPI_WriteByte(addr_tmp);
    16.     SPI_WriteByte(edate);
    17.     SPI_End();
    18.     d0
    19.     {
    20.         SPI_Start();
    21.         SPI_WriteByte(RSDR);
    22.         tmp = SPI_ReadByte();
    23.         SPI_End();
    24.     }
    25.     while(tmp&WIP);
    26. }

    喂狗

    1. void X5045_WDT(void)
    2. {
    3.     SPI_CS = 0;
    4.     _nop_();
    5.     _nop_();
    6.     SPI_CS = 1;
    7.     _nop_();
    8.     _nop_();
    9. }

    最后由于此芯片用到的较少，就介绍到此！

    参考：

    Serial Peripheral Interface (SPI) - learn.sparkfun.com

    主要理解SPI的传输协议，用硬件SPI不就香多了！！

    🎉 今日学习达成！

     

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