SPI通信你精通吗

只看该作者 · 2023-5-26 23:08

SPI（Serial Peripheral Interface）是一种常用的串行通信协议，用于在数字集成电路之间进行数据传输。它通常用于连接微控制器（或主机）与外部设备，如传感器、存储器、显示屏等。SPI具有简单、高效的特点，常用于需要高速数据传输和低复杂性的应用场景。

SPI协议由一个主设备（主机）和一个或多个从设备（从机）组成。主设备通过控制时钟信号（SCLK）来同步通信，同时使用两个数据线：MOSI（主输出、从输入）和MISO（主输入、从输出）进行双向数据传输。另外，SPI还包括一个片选信号（SS）用于选择从设备。

SPI通信的基本原则如下：

通信由主设备发起，主设备控制时钟信号的频率和极性。
主设备通过片选信号选择一个或多个从设备进行通信。
主设备通过MOSI发送数据，从设备通过MISO返回数据。
通信以字节为单位，主设备发送一个字节的数据同时接收一个字节的数据。
主设备可以在任何时候发起通信，并且可以在同一片选信号下发送多个字节。
下面是一个用C代码通过IO模拟SPI通信的示例：

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#include <stdio.h>

#include <stdint.h>



// 定义IO口和寄存器

#define MOSI_PIN   (1 << 0)  // MOSI引脚

#define MISO_PIN   (1 << 1)  // MISO引脚

#define SCLK_PIN   (1 << 2)  // 时钟引脚

#define SS_PIN     (1 << 3)  // 片选引脚



#define GPIO_DIR   (*(volatile uint32_t*)0x12345678)  // GPIO方向寄存器

#define GPIO_OUT   (*(volatile uint32_t*)0x1234567C)  // GPIO输出寄存器

#define GPIO_IN    (*(volatile uint32_t*)0x12345680)  // GPIO输入寄存器



// 初始化SPI引脚

void spi_init() {

    GPIO_DIR |= (MOSI_PIN | SCLK_PIN | SS_PIN);  // 设置引脚为输出

    GPIO_DIR &= ~MISO_PIN;                      // 设置引脚为输入

    GPIO_OUT |= SS_PIN;                         // 片选信号置高

}



// 发送一个字节的数据并接收返回数据

uint8_t spi_transfer(uint8_t data) {

    uint8_t recv = 0;

    for (int i = 0; i < 8; i++) {

        GPIO_OUT &= ~SCLK_PIN;                  // 时钟置低

        if (data & 0x80)

            GPIO_OUT |= MOSI_PIN;               // 发送高位

        else

            GPIO_OUT &= ~MOSI_PIN;              // 发送低位

        data <<= 1;

        GPIO_OUT |= S

        GPIO_OUT |= SCLK_PIN;                  // 时钟置高

        recv <<= 1;

        if (GPIO_IN & MISO_PIN)

            recv |= 0x01;                       // 接收高位

    }

    return recv;

}



int main() {

    spi_init();



    // 选择从设备

    GPIO_OUT &= ~SS_PIN;



    // 发送数据并接收返回数据

    uint8_t data = 0xAA;

    uint8_t recv = spi_transfer(data);



    // 取消选择从设备

    GPIO_OUT |= SS_PIN;



    printf("Sent: 0x%02X\n", data);

    printf("Received: 0x%02X\n", recv);



    return 0;

}