IO口模拟SPI时序

只看该作者 · 2013-1-8 16:08

时序图显示该SPI接口在CLK的上升沿读MISO 状态得到当前的输入数据位，在CLK的下降沿向MOSI输出当前数据位。
首先初始化SPI时把CLK拉低。
unsigned char SPI_Send（unsigned char data）
{
unsigned char i,temp;
bit loadbit = 0;
unsigned char loaddata = 0;
temp = data; //首先输出最高位
for(i=0; i<8; i++)
{
      CLK = 1；
   MOSI = temp & 0x08;
   _nop_( ) ;
      CLK = 0；
   loadbit = MISO;
   _nop_( ) ;
}
temp = temp <<1;
loaddata = (loaddata << 1) | loadbit;
return (loadbit);
}

这个程序大家觉得完善吗，如果不完善，请发表一下意见

只看该作者 · 2013-1-8 21:44

错了，应该是return (loaddata);
大虾门发表点意见啊

1万 · 2013-1-8 21:58

temp = temp <<1;
loaddata = (loaddata << 1) | loadbit;

这两行, 应该放循环里面

只看该作者 · 2013-1-8 22:08

airwill 发表于 2013-1-8 21:58
temp = temp

是，这个错了，是我疏忽了。
unsigned char SPI_Send（unsigned char data）
{
   unsigned char i,temp;
   bit loadbit = 0;
   unsigned char loaddata = 0;
   temp = data; //首先输出最高位
   for(i=0; i<8; i++)
   {
      CLK = 1；
   MOSI = temp & 0x08;
      _nop_( ) ;
      CLK = 0；
   loadbit = MISO;
      _nop_( ) ;
      temp = temp <<1;
      loaddata = (loaddata << 1) | loadbit;
   }
   return (loaddata);
}

上面这个函数，是我看到别人写的一个程序。我觉得还有一些不对之处，大虾门怎么看

只看该作者 · 2013-1-9 09:31

你这个SPI程序可以正常工作不？
   CLK = 1；
   MOSI = temp & 0x08;    //输出数据
   _nop_( ) ;
      CLK = 0；
   loadbit = MISO;       //读数据
   _nop_( ) ;
我觉得应该把 MOSI = temp & 0x08; 与  loadbit = MISO; 的位置换一下。
你理解的下降沿、上升沿应该理解为下降沿之后，上升沿之后（单片机是顺序执行的，不能实现在下降沿的同时写数据，你自己的程序是在下降沿之前，就把数据送到MOSI了）。

只看该作者 · 2013-1-9 10:53

高位开始发送，不是 &0x08 应该 &0x80

只看该作者 · 2013-1-9 12:25

unsigned char SPI_Send（unsigned char data）
{
   unsigned char i,temp;
   bit loadbit = 0;
   unsigned char loaddata = 0;
   temp = data; //首先输出最高位
   for(i=0; i<8; i++)
   {
      CLK = 1；
      MOSI = temp & 0x80;
      _nop_( ) ;
      loadbit = MISO;
      _nop_( ) ;
      CLK = 0；
      temp = temp <<1;
      loaddata = (loaddata << 1) | loadbit;
   }
   return (loaddata);
}
这是从时序图上我自己理解的，看一下还有什么不妥

只看该作者 · 2013-1-9 12:29

lzqxs89 发表于 2013-1-9 09:31
你这个SPI程序可以正常工作不？
CLK = 1；
MOSI = temp & 0x08; //输出数据

这个程序，是别人写的，&0x08 应该 &0x80，这是我的笔误，上面是我自己理解的，与你的不一样

只看该作者 · 2013-1-9 13:08

醉心369 发表于 2013-1-9 12:25
unsigned char SPI_Send（unsigned char data）
{
unsigned char i,temp;

CLK = 1；
MOSI = temp & 0x80;你这两条语句会导致 MOSI 的电平在 CLK=1 的时候发生变化，不符合时序图了。
改成这样就可以啦。
MOSI = temp & 0x80;
CLK = 1；
SPI时序高电平期间数据是稳定的（不变化），所以在 CLK=1之前你就要把数据放到MOSI上面去，同理 CLK = 1 之后你读MISO的数据也才是正确的。

只看该作者 · 2013-1-9 13:59

本帖最后由 afei9527 于 2013-1-9 14:01 编辑

/*******************************/
#define _CPOL    0 //模式配置
#define _CPHA    0 //模式配置
/*******************************/
void delay(unsigned char ms )
{
unsigned char m;
while(ms--)
for(m=0;m<100;m++);
}
/************************************************
      端口方向配置  与输出初始化
************************************************/
void SPI_Init(void)
{
SCK_IO(1) ;
MOSI_IO(1)  ;
MISO_IO(0)  ;
SSEL_IO(1)  ;
SSEL_D(1);
MOSI_D(1);
#if _CPOL==0
SCK_D(0);
#else
SCK_D(1);
#endif
}
/**********************************************
模式零
***********************************************/
#if _CPOL==0&&_CPHA==0       //MODE 0  0
unsigned char SPI_Send_Dat(unsigned char dat)
{
//第一数据sck上升之前其他下降沿  数据采样上升沿
unsigned char n,rx_dat;
for(n=0;n<8;n++)
{
  SCK_D(0);//下降沿
  if(dat&0x80)MOSI_D(1);
  else MOSI_D(0);
  dat<<=1;
  SCK_D(1); //上升沿
  rx_dat<<=1;
  if(MISO_I())rx_dat|=0x01;
  else rx_dat&=0xfe;
}
  SCK_D(0);
return rx_dat;
}
#endif
/**********************************************
模式二
***********************************************/
#if _CPOL==1&&_CPHA==0          //MODE 1  0
unsigned char SPI_Send_Dat(unsigned char dat)
{
//第一数据sck下降沿之前其他上升沿  数据采样下降沿
unsigned char n,rx_dat;
for(n=0;n<8;n++)
{
  SCK_D(1);
  if(dat&0x80)MOSI_D(1);
  else MOSI_D(0);
  dat<<=1;
  SCK_D(0);
  rx_dat<<=1;
  if(MISO_I())rx_dat|=0x01;
  else rx_dat&=0xfe;
}
  SCK_D(1);
return rx_dat;
}
#endif
/*********************************************
模式一
*********************************************/
#if _CPOL==0&&_CPHA==1          //MODE  0  1
unsigned char SPI_Send_Dat(unsigned char dat)
{
//第一数据sck上升其他上升沿  数据采样下降沿
unsigned char n,rx_dat;
SCK_D(0);
for(n=0;n<8;n++)
{
  SCK_D(1);
  if(dat&0x80)MOSI_D(1);
  else MOSI_D(0);
  dat<<=1;
  SCK_D(0);
  rx_dat<<=1;
  if(MISO_I())rx_dat|=0x01;
  else rx_dat&=0xfe;
}
return  rx_dat;
}
#endif
///////////////////////////////////////////////////////
///////////////////////////////////////////////////////
#if _CPOL==1&&_CPHA==1          //MODE  1  1
unsigned char SPI_Send_Dat(unsigned char dat)
{
//第一数据下降沿  其他下降沿数据采样上升沿
unsigned char n,rx_dat;
SCK_D(1);
for(n=0;n<8;n++)
{
  SCK_D(0);
  if(dat&0x80)MOSI_D(1);
  else MOSI_D(0);
  dat<<=1;
  SCK_D(1);
  rx_dat<<=1;
  if(MISO_I())rx_dat|=0x01;
  else rx_dat&=0xfe;
}
return rx_dat;
}
/*************************************
*************************************/
/*int main(void)
{
//DDRB=0Xff;
SPI_Init();
while(1)
{
SSEL_D(0);
P2=SPI_Send_Dat(0xaa);
SSEL_D(1);
//delay(100);
}
return 0;
} */

只看该作者 · 2013-1-9 18:28

lzqxs89 发表于 2013-1-9 13:08
CLK = 1；
MOSI = temp & 0x80;你这两条语句会导致 MOSI 的电平在 CLK=1 的时候发生变化，不符合时序图 ...

我先前可能理解错了，下降沿输出就以为是：高电平的时候先把数据写上，然后下降沿来的时候就会把数据输出。那下降沿输出和上升沿读取，怎样理解呢

只看该作者 · 2013-1-9 22:15

afei9527 发表于 2013-1-9 13:59
/*******************************/
#define _CPOL 0 //模式配置
#define _CPHA 0 //模式配置

很感谢，现在有一个DS1302的时序，函数如下：
/**************DS1302一个写字节******************/
void DS1302InputByte(uchar d)  //实时时钟写入一字节(内部函数)
{
uchar i;
ACC=d;
for (i=8;i>0;i--)
{
      DS1302_IO=ACC0; //相当于汇编中的 RRC
      DS1302_CLK=1;
      DS1302_CLK=0; //发一个高跳变到低的脉冲
      ACC=ACC>>1;
}
}
/**************DS1302读一个字节******************/
uchar DS1302OutputByte(void)  //实时时钟读取一字节(内部函数)
{
uchar i;
for (i=8;i>0;i--)
{
      ACC=ACC>>1;    //相当于汇编中的 RRC
      ACC7=DS1302_IO;
      DS1302_CLK=1;
      DS1302_CLK=0; //发一个高跳变到低的脉冲
}
return(ACC);
}

这个时序图正好与我先前发的时序图，正好相反，上面两个函数也是看到别人写的，是否正确？（我认为正确）
这个好像都是在低电平的时候写和读的，怎样理解先前SPI的时序上升沿读，下降沿写呢？
又怎样理解这个DS1302上升沿写和读呢？
按照他们的时序编程，函数的高低应该正好相反啊。

只看该作者 · 2013-1-9 23:04

本帖最后由 ZOUWEN1 于 2013-1-9 23:07 编辑

针对SPI上面的时序，MCU到SPI：在时钟的下降沿准备好数据，确保数据稳定后，切换时钟从底电平到高电平，此时从器件就会锁存这一位数据。SPI到MCU:在时钟为高电平期间，从器件输出对应的数据，时钟从高电平转到低电平，在低电平期间，些时读从器件输出的数据就好了。
这是我的理解，不对处请指正。
补充一点：做驱动时一定要多花时间读器件手册，理解器件的时序，做出程序后使用罗辑分析仪来检查时序是否正确。

只看该作者 · 2013-1-10 08:16

,多看看数据手册就知道了，有可能不同的芯片架构的关系，一些运算可能有小的差别

只看该作者 · 2013-1-11 11:16

lzqxs89 发表于 2013-1-9 13:08
CLK = 1；
MOSI = temp & 0x80;你这两条语句会导致 MOSI 的电平在 CLK=1 的时候发生变化，不符合时序图 ...

经过最近琢磨，我的理解为：
对于输出，要把数据线上的数据准备好后，时钟线上再给予锁存时钟沿。
对于输入，先给予锁存时钟沿使得从设备准备好数据，再从数据线上读入有效数据。
即对于上面的SPI时序，我还是认为，对于写在高电平时准备数据，下降沿输出数据。对于读，当上升沿来的时候锁存数据然后输入。

只看该作者 · 2013-1-11 11:46

guangods 发表于 2013-1-10 08:16
,多看看数据手册就知道了，有可能不同的芯片架构的关系，一些运算可能有小的差别 ...

再有差别，也是上升沿和下降沿锁存数据啊

只看该作者 · 2013-1-11 12:44

本帖最后由 lzqxs89 于 2013-1-11 12:48 编辑

醉心369 发表于 2013-1-11 11:16
经过最近琢磨，我的理解为：
对于输出，要把数据线上的数据准备好后，时钟线上再给予锁存时钟沿。
对于输 ...

你明白你的意思，你意思是在高电平的时候准备好，在时钟下降沿的时候把数据输出来。但是跟你说单片机不是按你想的这样工作的哦，你可以用示波器、逻辑分析仪看看波形。MOSI = temp & 0x80;一执行完，数据就到IO上去啦，并不是像你想得那样，Do you understand！

只看该作者 · 2013-1-12 17:30

airwill 发表于 2013-1-8 21:58
temp = temp

SPI 有四种模式时序，对于DS1302的时序图用哪个模式啊，为什么，这几天老是看时序了，越看越晕

只看该作者 · 2013-1-14 14:13

一般用第一种 #define _CPOL 0 //模式配置 #define _CPHA 0 //模式配置 ds1302是第一种模式

只看该作者 · 2013-1-19 16:55

lzqxs89 发表于 2013-1-11 12:44
你明白你的意思，你意思是在高电平的时候准备好，在时钟下降沿的时候把数据输出来。但是跟你说单片机不是 ...

用逻辑分析仪或示波器抓出来的波形可能存在误差，也许由于总线不等长造成的时序误差

IO口模拟SPI时序

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