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smi接口协议
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smi接口协议
篇一:
spi总线协议及spi时序图详解
spi总线协议及spi时序图详解
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。
下面为一种情况例举:
上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。
上升沿到来的时候,sdo上的电平将被发送到从设备的寄存器中。
下降沿到来的时候,sdi上的电平将被接收到主设备的寄存器中。
假设主机和从机初始化就绪:
并且主机的sbuff=0xaa(10101010),从机的sbuff=0x55(01010101),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)。
---------------------------------------------------
脉冲主机sbuff从机sbuffsdisdo---------------------------------------------------
000-0101010100101010100---------------------------------------------------
10--10101010x1010101101
11--0010101001010101101---------------------------------------------------
x010*******
21--0101010010101011010---------------------------------------------------
30--10101001x1010110101
31--0010100101010110101---------------------------------------------------
x010*******
41--0101001010101101010---------------------------------------------------
50--10100101x1011010101
51--0010010101011010101---------------------------------------------------
60--11001010x0110101010
61--0100101010110101010---------------------------------------------------
70--10010101x1101010101
71--0001010101101010101
---------------------------------------------------
80--10101010x1010101010
81--0010101011010101010
这样就完成了两个寄存器8位的交换,上面的0--1表示上升沿、1--0表示下降沿,sdi、sdo相对于主机而言的。
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。
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。
spi总线有四种工作方式(sp0,sp1,sp2,sp3),其中使用的最为广泛的是spi0和spi3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时序图详解-spi接口在模式0下输出第一位数据的时刻
spi接口在模式0下输出第一位数据的时刻
spi接口有四种不同的数据传输时序,取决于cpol和cphl这两位的组合。
图1中表现了这四种时序,时序与cpol、cphl的关系也可以从图中看出。
图1
cpol是用来决定sck时钟信号空闲时的电平,cpol=0,空闲电平为低电平,cpol=1时,
空闲电平为高电平。
cpha是用来决定采样时刻的,cpha=0,在每个周期的第一个时钟沿采样,cpha=1,在每个周期的第二个时钟沿采样。
由于我使用的器件工作在模式0这种时序(cpol=0,cpha=0),所以将图1简化为图2,只关注模式0的时序。
图2
我们来关注sck的第一个时钟周期,在时钟的前沿采样数据(上升沿,第一个时钟沿),
在时钟的后沿输出数据(下降沿,第二个时钟沿)。
首先来看主器件,
主器件的输出口(mosi)输出的数据bit1,在时钟的前沿被从器件采样,那主器件是在何时刻输出bit1的呢?
bit1的输出时刻实际上在sck信号有效以前,比sck的上升沿还要早半个时钟周期。
bit1的输出时刻与ssel信号没有关系。
再来看从器件,主器件的输入口miso同样是在时钟的前沿采样从器件输出的bit1的,那从器件又是在何时刻输出bit1的呢。
从器件是在ssel信号有效后,立即输出bit1,尽管此时sck信号还没有起效。
关于上面的主器件和从器件输出bit1位的时刻,可以从图3、4中得到验证。
图3
注意图3中,cs信号有效后(低电平有效,注意cs下降沿后发生的情况),故意用延时程序
延时了一段时间,之后再向数据寄存器写入了要发送的数据,来观察主器件输出bit1的情况(mosi)。
可以看出,bit1(值为1)是在sck信号有效之前的半个时钟周期的时刻开始输出的(与cs信号无关),到了sck的第一个时钟周期的上升沿正好被从器件采样。
图4
图4中,注意看cs和miso信号。
我们可以看出,cs信号有效后,从器件立刻输出了bit1(值为
1)。
通常我们进行的spi操作都是16位的。
图5记录了第一个字节和第二个字节间的相互衔接的过程。
第一个字节的最后一位在sck的上升沿被采样,随后的sck下降沿,从器件就输出了第二个字节的第一位。
篇二:
spi接口详细介绍
msp430--spi模块
spi(serialperipheralinterface)串行外围模块接口是motorola首先在其mc68hcxx系列处理器上定义的,它是一种同步的高速串行通信协议。
它可以使单片机与外围模块之间进行数据交换,比eepRom,Flash,实时时钟,ad转换,数字信号处理器和数字信号解码器之间交换数据,同时应用比较多的是用来作为按键等外设的扩展。
spi总线系统是一种同步串行外设接口;是一种高速的,全双工,同步的通信总线,并且在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,同时为pcb的布局上节省空间,提供方便,正是出于这种简单易用的特性,现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。
spi有主从两种工作方式,可以工作在3线或者4线模式下。
msp430单片机特点:
(1)spi模式支持3线和4线模式;
(2)支持主机与从机模式;(3)接收和发送有各自独立的发送移位寄存器和缓冲器;(4)接受和发送都有独立的中断能力;(5)移位时钟的极性和相位可编程;(6)字符长度可以是7位或者8位。
当msp430usaRt模块控制器uxctl的位sync置位时,usaRt模块工作于同步模式,对于149即工作于spi模式,若是169,usaRt0可以支持i2c,可以通过另一控制位i2c控制,i2c位0则工作于spi。
在spi模式下,允许单片机以确定的速率发送和接收7位或8位数据。
同步通信与异步通信类似;同步通信和异步通信寄存器资源一致,具体寄存器的不同位之间的功能存在差异;具体寄存器内容参见ti提供的用户指南。
usaRt模块的spi操作可以是3线和4线,其信号如下:
simo:
从进主出,主机模式下,数据输出;从机模式下,数据输入。
somi:
从出主进,主机模式下,数据输入;从机模式下,数据输出。
uclk:
usaRtspi模式时钟,信号有主机输出,从机输入。
clk时钟只
(smi接口协议) 能由主机提供。
ste:
从机模式发送接收允许控制脚,用于4线模式,控制多主从系统中多
个从机,避免发生冲突。
1.spi的逻辑功能结构:
2.spi的工作模式:
(1)主机模式(大多数情况下使用此模式)
spi工作在全双工下,即主机发送的同时也接收数据,传输的速率由编程决定。
4线spi模式用附加数据线,允许从机数据的发送和接收。
当控制寄存器uxctl当中的mm=1时,usaRt工作在spi主机模式下,与另外一从机连接如上图所示。
在发送端,spi通过uclk控制串行通信,当数据写入发送缓冲器uxtxbuF,并行加载到发送移位寄存器tsR当中,立即开始发送数据,在第一个uclk周期,simo移出数据,经过8个时钟周期吧8位的数据发送到从机当中,其中最高有效位先发送,达到通信目的。
在接收端,simo的数据以先高后低的顺序接收,接收到数据右对齐,当8位数据接收完之后,有移位寄存器并行移入接收缓冲器uxRxbuF当中,并将接收中断标志位置位,表明接收缓冲器当中有数据存入,可以通过进中断将数据读走。
(2)从机模式下(很少使用)
当控制寄存器uxctl当中的mm=0时,usaRt工作在spi从机模式下,与另外一主机连接如上图所示。
3.spi主机模式下的中断标志位的理解
用户可以通过spi的发送和接受中断标志位来完成协议的控制。
在发送端,当移位寄存器把数据发送给从机之后,发送中断标志位uxtxiFg置位,说明此时发送缓冲器为空,可以进中断将数据写到发送缓冲寄存器当中。
while((iFg//等待发送缓冲器为空
在接收端,当移位寄存器把接收到的8位数据并行写入接收缓冲器时,接收
中断标志位uxRxiFg置位,此时说明接收缓冲器当中已经有数据,等待cpu来读取数据。
4.串行时钟极性和相位5.
uclk的极性和相位由ckpl和ckph两位控制。
通过uxtctl可以配置时钟极性。
5.spi的寄存器
注意:
spi当中不需要波特率调整,所以uxmctl=0x0000;具体的寄存器配置时候,查看数据手册。
6.spi的初始化及其复位(和uaRt公用一套寄存器)
在初始化或者重新配置usaRt的spi时,必须按照以下顺序进行:
(1)uxctl寄存器的第0位swRst置位;
(2)在swRst置位的条件下,初始化所有的spi寄存器,包括uxctl寄存器;
(3)通过置位模块使能寄存器mex的uRxex和utxex位使能spi的接受和发送使能模块;
(4)通过软件复位uxctl寄存器的第0位swRst;
(5)通过中断使能寄存器iex的uRxiex和utxiex来使能发送和接受中
篇三:
spi同步串口通信协议
spi接口规程
目的
这篇文章说明了在单轴sca61t和双轴sca100t倾角仪中使用的spi接口。
spi接口
外围串行接口(spi)是一种四线同步串行接口。
数据通信在从器件选择或片选信号(csb)为低时有效。
数据由串行数据输入(mosi),串行数据输出(miso)和串行时钟信号(sck)组成的三线接口进行传输。
每个spi系统由一个主机,一个或多个从机构成。
主机是提供spi时钟信号的微控制器,从机是接收spi信号的任何集成电路。
图1典型spi接口连接图
该asic的spi接口是支持绝大多数用软件实现spi总线的微控制器。
然而它不支持用硬件实现spi的微型控制器(这种控制器在许多商用控制器中很普遍)。
该产品的spi接口用于检测、校准及最后的应用中。
在常规应用中,一些检测和校准命令是无效的,因而这里没有相关文档。
在主从操作模式中,该asic总是作为从器件来操作的。
主机(如up检测机等)与asic间使用四线串行系统实现传输。
mosi主机出从机入up—〉asic
miso主机入从机出asic—〉up
sck串行时钟up—〉asic
csb片选(低有效)up—〉asic
每次数据传输开始于csb信号的下降沿,结束于其上升沿。
数据传输过程中,命令和数据由sck和csb信号控制,并遵循下列规则:
1.命令和数据传输时,高位在前,低位在后
2.每个输出数据/状态位在sck下降沿移出(miso线)
3.sck信号的上升沿数据输出(mosi线)
4.器件在csb信号为低被选中,同时收到一个八比特命令。
该命令指定了、将要进行的操作。
5.csb信号上升沿时结束所有的数据传输,并复位内部计数器和命令字寄存器。
6.如果接收到无效命令,则不会有数据写入ic,miso将保持高阻直至csb下降沿,并对串行通信重新初始化。
7.除了表1中所列的spi命令之外,为了能够执行其它命令,锁存器的内容须正确设置。
如果其他命令输入时,锁存器的内容不正确,则数据不会传送到芯片上,并且在csb信号下降沿到来之前,miso线一直处于高阻态。
8.发送完命令后,主机的的数据传送立即进行(在mosi线),数据将写入asic的内部寄存器中。
9.在sck的上升沿,spi命令的最后一位输入后,则在紧接的sck的下降沿到来时,数据开始由miso线输出。
10.最高数据传输速率可超过1mhz。
spi命令可以是独立的指令也可以是指令与数据的组合。
在指令与数据一起发送时,输入数据直接跟在指令之后,输出数据与主机的输入数据平行进行。
图2spi总线上的命令与数据的传输
上电后,电路以测量模式启动,这是在最终应用中使用的操作模式。
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