模拟SPI协议时序


  SPI是串行外设接口总线,摩托罗拉公司开发的一种全双工,同步通信总线,有四线制和三线制。

  在单片机系统应用中,单片机常常是被用来当做主机(MASTER),外围器件被当做从机(SLAVE)。

  所以,在以下的介绍中,都是默认单片机是主机模式进行说明的。

  SPI总线相对于IIC总线,无总裁机制,无应答机制。

  SPI常用的四线制分别是,MISO(主入从出)、MOSI(主出从入)、SCK(同步时钟线)、CS(片选线,也有是NSS)。

  主从机之间典型的接线方式如下所示:

  

 

  按照时钟线的时钟极性(CPOL)和相位(CPHA),将SPI总线区分成4种工作方式。

  具体区分如下:

  当时钟极性(CPOL==0)时:表示时钟线空闲状态为低电平;

  当时钟极性(CPOL==1)时:表示时钟线空闲状态为高电平;

  当时钟相位(CPHA==0)时:表示数据在时钟的第一个边沿输出;

  当时钟相位(CPHA==1)时:表示数据在时钟的第二个边沿输出;

  如上所示,CPOL和CPHA两两组合,可表示4种工作方式,假设配置CPOL=0,CPHA=0,表示数据线在空闲时处于低电平,主机数据在时钟的第一个边沿(也就是上升沿被输出),在第二个边沿(也就是下降沿被读入)。

  需要注意的是,主机的配置必须根据从机设计,例如,从机是上升沿输出,下降沿输入。那么,主机在配置的过程当中,必须采用上升沿输出,下降沿输入,即SPI0工作方式。

  采用I/O端口模拟SPI协议时序,可以很好地加深对于SPI总线的理解。

  SPI写时序模拟:

 1 void SPI_write(unsigned char dat)  2 {  3         unsigned char temp;  4         for(temp=0x80;temp!=0;temp>>=1)  5  {  6                 SCK=0;  7                 if(temp&dat==0)  8  {  9                         MOSI=0; 10  } 11                 else
12  { 13                         MOSI=1; 14  } 15                 SPI_delay(); //让MOSI稳定
16                 SCK=1; 17  } 18 }

  SPI读时序模拟:

 1 unsigned char SPI_read(void)  2 {  3         unsigned char temp;  4         unsigned char dat;  5         for(temp=0x80;temp!=0;temp>>=1)  6  {  7                 SCK=1;  8                 SPI_delay();  //让SCK稳定
 9                 SCK=0; 10                 if(MISO==1) 11  { 12                         dat|=temp; 13  } 14                 else
15  { 16                         dat&=~temp; 17  } 18  } 19         return dat; 20 }

 

  

 


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