模拟SPI协议时序

Posted 2020-07-14 When I See You Again

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 }