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发表于 2007-5-15 23:51:12
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来自： 中国广西桂林
SPI是一个环形总线结构，由ss（cs）、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。
$ E% n0 w" k) F+ b0 v% e 假设下面的8位寄存器装的是待发送的数据10101010，上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。
# ]4 O$ q: u; J! s9 E6 w 那么第一个上升沿来的时候 数据将会是sdo=1；寄存器=0101010x。下降沿到来的时候，sdi上的电平将所存到寄存器中去，那么这时寄存器=0101010sdi，这样在8个时钟脉冲以后，两个寄存器的内容互相交换一次。这样就完成里一个spi时序。
D( d- a6 f6 n" Y2 H2 k 例子：
% N; v, b( H) E* B; j# V3 d( y 假设主机和从机初始化就绪：并且主机的sbuff=0xaa，从机的sbuff=0x55，下面将分步对spi的8个时钟周期的数据情况演示一遍:假设上升沿发送数据
: i+ J! g( p5 m4 U! K. q5 V| 脉冲 | 主机sbuff | 从机sbuff | sdi | sdo | | 0 | 10101010 | 01010101 | 0 | 0 | | 1上 | 0101010x | 1010101x | 0 | 1 | | 1下 | 01010100 | 10101011 | 0 | 1 | | 2上 | 1010100x | 0101011x | 1 | 0 | | 2下 | 10101001 | 01010110 | 1 | 0 | | 3上 | 0101001x | 1010110x | 0 | 1 | | 3下 | 01010010 | 10101101 | 0 | 1 | | 4上 | 1010010x | 0101101x | 1 | 0 | | 4下 | 10100101 | 01011010 | 1 | 0 | | 5上 | 0100101x | 1011010x | 0 | 1 | | 5下 | 01001010 | 10110101 | 0 | 1 | | 6上 | 1001010x | 0110101x | 1 | 0 | | 6下 | 10010101 | 01101010 | 1 | 0 | | 7上 | 0010101x | 1101010x | 0 | 1 | | 7下 | 00101010 | 11010101 | 0 | 1 | | 8上 | 0101010x | 1010101x | 1 | 0 | | 8下 | 01010101 | 10101010 | 1 | 0 |
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这样就完成了两个寄存器8位的交换，上面的上表示上升沿、下表示下降沿，sdi、sdo相对于主机而言的。其中ss引脚作为主机的时候，从机可以把它拉底被动选为从机，作为从机的是时候，可以作为片选脚用。根据以上分析，一个完整的传送周期是16位，即两个字节，因为，首先主机要发送命令过去，然后从机根据主机的名准备数据，主机在下一个8位时钟周期才把数据读回来
6 G& a% p( P" y# {4 _SPI 总线是Motorola公司推出的三线同步接口，同步串行3线方式进行通信:一条时钟线SCK，一条数据输入线MOSI，一条数据输出线MISO;用于CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。SPI主要特点有:可以同时发出和接收串行数据;可以当作主机或从机工作;提供频率可编程时钟;发送结束中断标志;写冲突保护;总线竞争保护等。图3示出SPI总线工作的四种方式，其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3方式(实线表示):
( N. P b0 [ \) m% {5 |3 D9 @图2 SPI总线四种工作方式 SPI模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。如果CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位（CPHA）能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。如果CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；如果CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样。SPI主模块和与之通信的外设音时钟相位和极性应该一致。SPI接口时序如图3、图4所示。
+ L4 F, K0 i0 f, O' k二，.SPI功能模块的设计
$ `& ~% i$ V1 N H4 R! o6 `根据功能定义及SPI的工作原理，将整个IP Core分为8个子模块：uC接口模块、时钟分频模块、发送数据FIFO模块、接收数据FIFO模块、状态机模块、发送数据逻辑模块、接收数据逻辑模块以及中断形式模块。$ j) G* a: _- Y4 R* |( W& T9 S
深入分析SPI的四种传输协议可以发现，根据一种协议，只要对串行同步时钟进行转换，就能得到其余的三种协议。为了简化设计规定，如果要连续传输多个数据，在两个数据传输之间插入一个串行时钟的空闲等待，这样状态机只需两种状态（空闲和工作）就能正确工作 |
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