Chapter 15 SPI.docx

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Chapter15SPI

Chapter15

SerialPeripheralInterface（S12SPIV5）

15.1Introduction

SPI模块允许全双工，串行同步通信。

软件可查SPI的状态标志或SPI可被中断驱动。

SS（SlaveSelect）:

从机选择。

当工作于主机模式时，SS输入线必须接高电平；工作于从机模式时，SS输入线是选通信号输入端。

从机模式下，传输数据之前必须先设置成低电平

，并在数据传输过程中要始终保持为低电平

SPI工作模式：

1，主机模式2，从机模式3，全双工模式

TheSPImoduleallowsaduplex,synchronous,serialcommunicationbetweentheMCUandperipheraldevices.SoftwarecanpolltheSPIstatusflagsortheSPIoperationcanbeinterruptdriven.

15.1.1术语

SS

从机选择

SCK

串行时钟

MOSI

主机输入，从机输出

MISO

从机输入，主机输出

MOMI

主机输入，主机输出

SISO

从机输入，从机输出

15.1.2Features

主机模式、从机模式

可选的8位或16位转让宽度

双向模式

从机选择输出

双缓冲数据寄存器

可编程串行时钟极性和相位

等待模式中的SPI操作控制

模式错误触发CPU中断

TheSPIincludesthesedistinctivefeatures:

•Mastermodeandslavemode

•Selectable8or16-bittransferwidth

•Bidirectionalmode

•Slaveselectoutput

•ModefaulterrorflagwithCPUinterruptcapability

•Double-buffereddataregister

•Serialclockwithprogrammablepolarityandphase

•ControlofSPIoperationduringwaitmode

15.1.3ModesofOperation

运行、等待、停止模式

TheSPIfunctionsinthreemodes:

run,wait,andstop.

•Runmode

Thisisthebasicmodeofoperation.

•Waitmode

SPIoperationinwaitmodeisaconfigurablelowpowermode,controlledbytheSPISWAIbitlocatedintheSPICR2register.Inwaitmode,iftheSPISWAIbitisclear,theSPIoperateslikeinrunmode.IftheSPISWAIbitisset,theSPIgoesintoapowerconservativestate,withtheSPIclockgenerationturnedoff.IftheSPIisconfiguredasamaster,anytransmissioninprogressstops,butisresumedafterCPUgoesintorunmode.IftheSPIisconfiguredasaslave,receptionandtransmissionofdatacontinues,sothattheslavestayssynchronizedtothemaster.

•Stopmode

TheSPIisinactiveinstopmodeforreducedpowerconsumption.IftheSPIisconfiguredasamaster,anytransmissioninprogressstops,butisresumedafterCPUgoesintorunmode.IftheSPIisconfiguredasaslave,receptionandtransmissionofdatacontinues,sothattheslavestayssynchronizedtothemaster.

15.2ExternalSignalDescription

Thissectionliststhenameanddescriptionofallportsincludinginputsandoutputsthatdo,ormay,connectoffchip.TheSPImodulehasatotaloffourexternalpins.

15.2.1MOSI—MasterOut/SlaveInPin

15.2.2MISO—MasterIn/SlaveOutPin

15.2.3SS—SlaveSelectPin

ThispinisusedtooutputtheselectsignalfromtheSPImoduletoanotherperipheralwithwhichadatatransferistotakeplacewhenitisconfiguredasamasteranditisusedasaninputtoreceivetheslaveselectsignalwhentheSPIisconfiguredasslave.

15.2.4SCK—SerialClockPin

Inmastermode,thisisthesynchronousoutputclock.Inslavemode,thisisthesynchronousinputclock.

15.3MemoryMapandRegisterDefinition

15.3.2.1SPIControlRegister1（SPICR1）

SPIE:

中断使能位每次SPISR中SPIF或MODF标志位置位时，发出硬件中断请求

1—中断使能

0---中断不使能

SPE–SPI上电1—上电

0—不上电

SPTIE---SPI转换中断使能，当SPTEF标志位被置1的时候SPI就产生中断

1---SPTEF中断使能

0---SPTEF中断不使能

MSTR---SPI主/从模式选择位

1---主机模式

0---从机模式

CPOL---SPI时钟极性选择位，这一位选择一个反向的或非反向的SPI时钟，数据在SPI模块中传输，SPI模块必须使用同样的CPOL值。

1---时钟选择低电平激活，SCK空闲时为高电瓶

0---时钟选择高电平激活，SCK空闲时为低电瓶

CPHA---SPI时钟相位选择位

1---第一个时钟边沿出现在8周期数据传输的开始的地方开始传输

0---第一个时钟出现在8周期数据传输的第一个周期一半的地方开始传输

SSOE---从机选择输出使能，低电乎有效的从机选择线SS。

在主机和从机模式中具有不同的功能。

从机模式下，SS是一次数据传输开始前允许SPI工作的片选信号；主机模式下，SS可以置位MODF标志位，保证一个系统只有1个SPI接口作为主机。

最后一行不同这是从机选择输出原来：

输出

LSBFE---LSB在先使能位

1---数据以LSB在先发送

0---数据以MSB在先发送

SPI0CR1

SPI0CR1_LSBFE

SPI0CR1_CPHA

SPI0CR1_SSOE

SPI0CR1_CPOL

SPI0CR1_MSTR

SPI0CR1_SPTIE

SPI0CR1_SPE

SPI0CR1_SPIE

15.3.2.2SPIControlRegister2（SPICR2）

多了第六位：

XFRW

XFRW:

0：

8位传输宽度

1：

16位传输宽度

MODFEN---模式错误使能位，该位置位时允许SPI状态寄存器MODF标志置位。

如果MODF标志置位，MODFEN位清零并不能清零MODF标志标志。

如果SPI工作于主机模式，MODFEN位为低电平，SS引脚是无法使用SPI通信模块的。

当SPI工作于从机模式时，不管MODFEN位何值，SS引脚仅输入有效。

1---使能设置MODF错误

0---不使能设置MODF错误

BIDIROE---在全双工模式下输出使能位，这一位和SPCR1中的MSTR位一起被用做使能输出缓存当SPI被设为全双工模式时

1---输出缓存使能

0---输出缓存不使能

SPISWAI---在等待模式时，SPI停止

1---停止SPI时钟在等待模式时

0---SPI时钟照常运行在等待模式时

SPC0---连续引脚控制位，

0---普通模式

1---全双工模式

表格不同

现在：

原来：

SPI0CR2

SPI0CR2_SPC0

SPI0CR2_SPISWAI

SPI0CR2_BIDIROE

SPI0CR2_MODFEN

SPI0CR2_XFRW（前没有的）

15.3.2.3SPIBaudRateRegister（SPIBR）（波特率寄存器）

注意：

在传输数据时改变波特率会使数据改变。

SPPR2–SPPR0—SPI波特率预选择位

SPR2–SPR0----SPI波特率设置

注意：

2分频和4分频支持SPI的从机模式

SPI0BR

SPI0BR_SPR0

SPI0BR_SPR1

SPI0BR_SPR2

SPI0BR_SPPR0

SPI0BR_SPPR1

SPI0BR_SPPR2

SPI0BR_SPR

SPI0BR_SPPR

NOTE

Formaximumallowedbaudrates,pleaserefertotheSPIElectricalSpecificationintheElectricalschapterofthisdatasheet.

15.3.2.4SPIStatusRegister（SPISR）

Write:

Hasnoeffect

只能读，不能写。

SPIF---SPIF中断标志位

1---新的数据已经被拷贝到SPIDR

0---转换还没完成

SPTEF---SPI转换空中断标志位

1---SPI数据寄存器空

0---SPI数据寄存器没有空

MODF---模式错误标志位

1---模式错误已经发生

0---模式错误没有发生

SPI0SR

SPI0SR_MODF

SPI0SR_SPTEF

SPI0SR_SPIF

15.3.2.5SPIDataRegister（SPIDR=SPIDRH:

SPIDRL）

原来不分高低

Write:

Anytime

同时是SPI数据输入输出寄存器。

写入允许排队、发送。

要是SPI配置为主机，前一个传输完成队列中的数据马上进行。

当SPI数据寄存器准备接收新的数据，SPI发射SPISR寄存器中的空SPTEF标志符。

当SPIF被置位，SPIDR中接收数据是有效的。

如果SPIF被清除，数据完成接收，这个接收到的数据是从接收转移寄存器移到SPIDR,SPIF也被置位。

如果SPIF被置位，没有服务，第二个有效数据已被收到，这第二个被有效地保存接收转移寄存器中，直到另一个转换的开始。

这个数据在SPIDR不变

如果SPIF被置位，有效数据在接收转移寄存器中，在第三个转换开始前，SPIF是提供服务的。

在接收转移寄存器中的数据被转到SPIDR,SPIF仍设置。

（seeFigure15-9）.

如果SPIF被置位，有效数据在接收转移寄存器中，在第三个转换开始后，SPIF是提供服务的。

在接收转移寄存器中的数据已成为无效，不转到SPIDR（seeFigure15-10）.

SPI0DRH

SPI0DRH_R8_T8

SPI0DRH_R9_T9

SPI0DRH_R10_T10

SPI0DRH_R11_T11

SPI0DRH_R12_T12

SPI0DRH_R13_T13

SPI0DRH_R14_T14

SPI0DRH_R15_T15

SPI0DRL

SPI0DRL_R0_T0

SPI0DRL_R1_T1

SPI0DRL_R2_T2

SPI0DRL_R3_T3

SPI0DRL_R4_T4

SPI0DRL_R5_T5

SPI0DRL_R6_T6

SPI0DRL_R7_T7

SPI0DR

SPI0DR_R0_T0

SPI0DR_R1_T1

SPI0DR_R2_T2

SPI0DR_R3_T3

SPI0DR_R4_T4

SPI0DR_R5_T5

SPI0DR_R6_T6

SPI0DR_R7_T7

SPI0DR_R8_T8

SPI0DR_R9_T9

SPI0DR_R10_T10

SPI0DR_R11_T11

SPI0DR_R12_T12

SPI0DR_R13_T13

SPI0DR_R14_T14

SPI0DR_R15_T15

Write:

Anytime

TheSPIdataregisterisboththeinputandoutputregisterforSPIdata.Awritetothisregisterallowsdatatobequeuedandtransmitted.ForanSPIconfiguredasamaster,queueddataistransmittedimmediatelyaftertheprevioustransmissionhascompleted.TheSPItransmitteremptyflagSPTEFintheSPISRregisterindicateswhentheSPIdataregisterisreadytoacceptnewdata.

ReceiveddataintheSPIDRisvalidwhenSPIFisset.

IfSPIFisclearedanddatahasbeenreceived,thereceiveddataistransferredfromthereceiveshiftregistertotheSPIDRandSPIFisset.

IfSPIFissetandnotserviced,andaseconddatavaluehasbeenreceived,thesecondreceiveddataiskeptasvaliddatainthereceiveshiftregisteruntilthestartofanothertransmission.ThedataintheSPIDRdoesnotchange.

IfSPIFissetandvaliddataisinthereceiveshiftregister,andSPIFisservicedbeforethestartofathirdtransmission,thedatainthereceiveshiftregisteristransferredintotheSPIDRandSPIFremainsset（seeFigure15-9）.

IfSPIFissetandvaliddataisinthereceiveshiftregister,andSPIFisservicedafterthestartofathirdtransmission,thedatainthereceiveshiftregisterhasbecomeinvalidandisnottransferredintotheSPIDR（seeFigure15-10）.

原来的：

SPI数据寄存器具有输入输出双重功能，对该寄存器进行读操作时所访问的输入部分是双缓冲的，但写操作则直接将数据送到串行移位寄存器

注意：

当SPTEF位是高的时候再写数据寄存器

SPI0DR

15.4.7.1SPIinRunMode

15.4.7.2SPIinWaitMode

15.4.7.3SPIinStopMode