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  • spi时序
    2021-06-13 21:29:29

      STM32模拟SPI时序的代码如下:

    #define MOSI_H GPIO_SetBits ( GPIOA, GPIO_Pin_7 )
    #define MOSI_L GPIO_ResetBits ( GPIOA, GPIO_Pin_7 )
    #define SCLK_H GPIO_SetBits ( GPIOA, GPIO_Pin_5 )
    #define SCLK_L GPIO_ResetBits ( GPIOA, GPIO_Pin_5 )
    #define MISO   GPIO_ReadInputDataBit ( GPIOA, GPIO_Pin_6 )
    
    u8 SD_SPI_ReadWriteByte ( u8 dt ) {
        u8 i;
        u8 temp = 0;
    
        for ( i = 8; i > 0; i-- ) {
            if ( dt & 0x80 ) {
                MOSI_H;
            } else {
                MOSI_L;
            }
    
            dt <<= 1;
            SCLK_H;
            temp <<= 1;
    
            if ( MISO ) {
                temp++;
            }
    
            SCLK_L;
        }
    
        return temp;
    }
    
    void SD_SPI_Init ( void ) {
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        RCC_APB2PeriphClockCmd ( RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_3;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_Out_PP; /* 推挽输出 */
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init ( GPIOA, &GPIO_InitStructure );
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_6;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_IPU;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init ( GPIOA, &GPIO_InitStructure );
        GPIO_SetBits ( GPIOA, GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_6 );
        delay_ms ( 2 );
        SD_CS = 1;
    }
    
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    千次阅读 多人点赞 2021-07-05 14:48:13
    我做产品的时候,最怕就是做IIC和SPI的通信。 这两种协议时序哪怕是延时时间有误差,都有可能导致通信不上...我记得第一次SPI通讯的时候,完全是照抄网络上的程序,因为芯片手册的时序图看起来太可怕了,根本看不懂

    我做产品的时候,最怕就是做IIC和SPI的通信。

    这两种协议时序哪怕是延时时间有误差,都有可能导致通信不上。

    出现问题的时候,如果没设备也很难排查问题到底出在哪里。

    有时候这个产品写好的时序程序,换一个单片机用同一个程序移植过去就不行了。

    而且很多公司都没有设备可以调试这些协议,大多数时候都是完全靠蒙。

    今天就拿新手比较头痛的SPI来进行时序图的分析和讲解,看不懂你打我!

    我记得第一次SPI通讯的时候,完全是照抄网络上的程序,因为芯片手册的时序图看起来太可怕了,根本看不懂。

    后面各种模拟时序写多了,才有了经验,然后用经验去理解数据手册以及网络上的教程

    很多新手看各种数据手册和教程被吓到了,其实很多时候不是你的问题,而是数据手册和教程写的太学术化了。

    举个例子,就像SPI协议用CPOLCPHA真值表来选择不同的模式。

    因为在很多SPI接口芯片的数据手册根本没提CPOLCPHA这两个东西,那要怎么知道芯片的通讯模式?

    其实是要我们自己根据芯片手册的时序图去分析模式的,而不会直接告诉你是用的哪个模式。

    所以在看时序之前,我们先要了解CPOLCPHA到底有啥区别。

    CPHA用来控制数据是在第一个跳变沿还是第二个跳变沿采集的

    通过上图可以看到:

    CPHA=0的时候,数据是在第一个跳变沿的时候就会被采集

    CPHA=1的时候,数据是在第二个跳变沿的时候才会被采集

    那问题来了,到底是上升沿还是下降沿采集?

    这个就由CPOL来决定了:

    CPOL=0的时候是上升沿采集。

    CPOL=1的时候是下降沿采集

    除此以外,CPOL还决定了我们时钟线SCLK空闲时的状态。

    CPOL=0的时候表示SCLK在空闲时为低电平。

    CPOL=1的时候表示SCLK在空闲时为高电平

    Ok,明白了这个,我们再分析4种模式的时序图

    1.模式0(CPOL=0 CPOL=0)

    CPOL = 0:时钟线空闲时是低电平,第1个跳变沿是上升沿,第2个跳变沿是下降沿

    CPHA = 0:数据在第1个跳变沿(上升沿)采样

    时序图如下:

    2.模式1(CPOL=0 CPOL=1)

    CPOL = 0:空闲时是低电平,第1个跳变沿是上升沿,第2个跳变沿是下降沿

    CPHA = 1:数据在第2个跳变沿(下降沿)采样

    时序图如下:

    3.模式2(CPOL=1 CPOL=0)

    CPOL = 1:空闲时是高电平,第1个跳变沿是下降沿,第2个跳变沿是上升沿

    CPHA = 0:数据在第1个跳变沿(下降沿)采样

    时序图如下:

    4.模式3(CPOL=1 CPOL=1)

    CPOL = 1:空闲时是高电平,第1个跳变沿是下降沿,第2个跳变沿是上升沿

    CPHA = 1:数据在第2个跳变沿(上升沿)采样

    时序图如下:

    这样看是不是对4种模式的区别比较清晰了?

    下面,我们再拿OLED的驱动芯片SSD1306的时序图来作为实战讲解。

    SSD13064线SPI通讯时序如下:

    从这个时序图可以看出几个关键点:

    1. 在发送数据之前,要把CS引脚拉低。
    2. D/C一般是用来控制发送命令还是数据的。
    3. 数据在第二个SCLK跳变开始传输。
    4. 数据在SCLK上升沿的时候进行传输,每次发送一个Bit,高位在前。

    所以,由这个时序图可以判断出来,用的是SPI模式3的通讯方式。

    知道这个之后,你就知道单片机的硬件SPI模式要怎么配置了(下图以STM32为例)

    ok,今天时间关系,就先写到这里,如果赞多的话再回来更。

    展开全文
  • SPI 时序

    2020-12-08 17:01:29
    一、SPI为3线通讯的串行总线 (1)、时钟线规则,包括空闲电平-CPOL(高和低)和采样沿-CPHA(前沿和后沿) 二、数据线(MISO采样时要求数据稳定) ...

    一、SPI为3线通讯的串行总线

       (1)时钟线规则,包括空闲电平-CPOL(高和低)采样沿-CPHA(前沿和后沿) 2个采样沿分别给两根数据

                

                       

     

    二、数据线(MISO采样时要求数据稳定,正好对着MISO数据线的稳定期间)

     

     

     

     

    展开全文
  • 介绍了SPI总线协议的使用以及详细的使用过程时序
  • spi.rar_SPI时序

    2022-09-14 18:37:54
    SPI 时序逻辑 功能简单 希望大家看看吧
  • SPI时序 详细讲解

    2020-07-19 02:38:47
    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。
  • arm实现的SPI接口时序,包含重要的端口时序
  • SPI,是英语Serial Peripheral Interface... 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。上升沿发送、下降沿接收、高位先发送...

          SPI,是英语Serial Peripheral Interface的缩写,顾名思义就是串行外围设备接口。SPI,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。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。

         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。

    图5

    SPI总线协议介绍(接口定义,传输时序)

    一、技术性能
          SPI接口是Motorola 首先提出的全双工三线同步串行外围接口,采用主从模式(Master Slave)架构;支持多slave模式应用,一般仅支持单Master。
    时钟由Master控制,在时钟移位脉冲下,数据按位传输,高位在前,低位在后(MSB first);SPI接口有2根单向数据线,为全双工通信,目前应用中的数据速率可达几Mbps的水平。
    -------------------------------------------------------
    二、接口定义
          SPI接口共有4根信号线,分别是:设备选择线、时钟线、串行输出数据线、串行输入数据线。

     

    (1)MOSI:主器件数据输出,从器件数据输入
    (2)MISO:主器件数据输入,从器件数据输出
    (3)SCLK :时钟信号,由主器件产生
    (4)/SS:从器件使能信号,由主器件控制
    -------------------------------------------------------
    三、内部结构

     四、传输时序

          SPI接口在内部硬件实际上是两个简单的移位寄存器,传输的数据为8位,在主器件产生的从器件使能信号和移位脉冲下,按位传输,高位在前,低位在后。如下图所示,在SCLK的下降沿上数据改变,上升沿一位数据被存入移位寄存器。

          SPI接口没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据。

    五、GPIO模拟SPI

    #include "s3c24xx.h"
    
    /* 用GPIO模拟SPI */
    
    static void SPI_GPIO_Init(void)
    {
        /* GPG2 CSn output
        * GPG5 SPIMISO   input
        * GPG6 SPIMOSI   output
        * GPG7 SPICLK    output
        */
        GPGCON &= ~((3<<(2*2)) | (3<<(4*2)) | (3<<(5*2)) | (3<<(6*2)) | (3<<(7*2)));
        GPGCON |= ((1<<(2*2)) | (1<<(4*2)) | (1<<(6*2)) | (1<<(7*2)));
        GPGDAT |= (1<<2);
    }
    
    static void SPI_Set_CLK(char val)
    {
        if (val)
            GPGDAT |= (1<<7);
        else
            GPGDAT &= ~(1<<7);
    }
    
    static void SPI_Set_DO(char val)
    {
        if (val)
            GPGDAT |= (1<<6);
        else
            GPGDAT &= ~(1<<6);
    }
    
    static char SPI_Get_DI(void)
    {
        if (GPGDAT & (1<<5))
            return 1;
        else 
            return 0;
    }
    
    void SPISendByte(unsigned char val)
    {
        int i;
        for (i = 0; i < 8; i++)
        {
            SPI_Set_CLK(0);
            SPI_Set_DO(val & 0x80);
            SPI_Set_CLK(1);
            val <<= 1;
        }
        
    }
    
    unsigned char SPIRecvByte(void)
    {
        int i;
        unsigned char val = 0;
        for (i = 0; i < 8; i++)
        {
            val <<= 1;
            SPI_Set_CLK(0);
            if (SPI_Get_DI())
                val |= 1;
            SPI_Set_CLK(1);
        }
        return val;    
    }
    
    
    void SPIInit(void)
    {
        /* 初始化引脚 */
        SPI_GPIO_Init();
    }

    五、参考文献

    普通GPIO模拟SPI通信协议(软件SPI)

    展开全文
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