《串行外设接口模块》PPT课件.ppt

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1、第第9章：章：串行外设接口模块串行外设接口模块(SPI)9.1 串行外设接口概述串行外设接口概述9.2 串行外设接口操作串行外设接口操作9.3 串行外设接口寄存器串行外设接口寄存器 9 9.1 串行外设接口概述SPI:高速同步串行输入高速同步串行输入/输出端口输出端口,传送速率可编程传送速率可编程应用应用:外部移位寄存器、外部移位寄存器、D/A、A/D、串行、串行EEPROM、LED显示驱动器等显示驱动器等外部设备进行扩展。外部设备进行扩展。串行外设接口串行外设接口模块的特性模块的特性4个外部引脚，以下引脚都可用作数字个外部引脚，以下引脚都可用作数字I/O引脚。引脚。SPISIMOSPI从输入

2、、主输出从输入、主输出SPISOMISPI主输入、从输出主输入、从输出SPICLK SPI时钟时钟SPISTESPI从发送使能从发送使能主动主动/从动两种工作方式从动两种工作方式125种可编程的波特率种可编程的波特率116个数据位个数据位同时接收和发送操作同时接收和发送操作发送和接收操作可通过中断或查询方法完成发送和接收操作可通过中断或查询方法完成 9 9.1 串行外设接口概述4种时钟方案（由时钟极性和时钟相位控制）种时钟方案（由时钟极性和时钟相位控制）无延时的下降沿无延时的下降沿有延时的下降沿有延时的下降沿无延时的上升沿无延时的上升沿有延时的上升沿有延时的上升沿9 9个个8 8位的位的SPI

3、SPI模块控制寄存器模块控制寄存器SPICCR：SPI配置控制寄存器。配置控制寄存器。SPICTL：SPI操作控制寄存器。操作控制寄存器。SPISTS：SPI状态寄存器。状态寄存器。SPIBRR：SPI波特率寄存器。波特率寄存器。SPIRXEMU：SPI仿真缓冲寄存器。仿真缓冲寄存器。SPIRXBUF：SPI串行输入缓冲寄存器。串行输入缓冲寄存器。SPITXBUF：SPI串行发送缓冲寄存器。串行发送缓冲寄存器。SPIDAT：SPI串行数据寄存器。串行数据寄存器。SPIPRI：SPI优先级控制。优先级控制。9 9.2 串行外设接口操作1、操作介绍、操作介绍下图是下图是SPI用于两个控制器（一个主

4、控制器和一个从控制器）用于两个控制器（一个主控制器和一个从控制器）通信的典型连接方式。通信的典型连接方式。9 9.2 串行外设接口操作由由上图可知上图可知，SPI有有两种工作模式两种工作模式：主模式和从模式：主模式和从模式。-MASTER/SLAVE用来选择操作模式和用来选择操作模式和SPICLK的源。的源。（1）主模式）主模式：将将Master的数据传送给的数据传送给Slave，数据传送完毕，申请中断，数据传送完毕，申请中断（2）从模式）从模式：将将Slave的数据传送给的数据传送给Master，数据传送完毕，申请中断，数据传送完毕，申请中断 9 9.2 串行外设接口操作数据的发送方式有三种

5、：数据的发送方式有三种：（1）主控制器发送数据，从控制器发送伪数据；）主控制器发送数据，从控制器发送伪数据；（2）主控制器发送数据，从控制器发送数据；）主控制器发送数据，从控制器发送数据；（3）主控制器发送伪数据，从控制器发送数据。）主控制器发送伪数据，从控制器发送数据。主控制器控制主控制器控制SPICLK信号信号，通过发出，通过发出SPICLK信号启动数据发送，从控制器则通过检测信号启动数据发送，从控制器则通过检测SPICLK信号接收数据信号接收数据。一个主控制器可以连接多个从控制器一个主控制器可以连接多个从控制器，但是一次，但是一次只允许一个从控制器给主控制器发送数据只允许一个从控制器给主

6、控制器发送数据 9 9.2 串行外设接口操作2、串行外设接口中断、串行外设接口中断有有5个控制位个控制位用于初始化串行外设接口的中断：用于初始化串行外设接口的中断：SPI中断使能位中断使能位：SPI INT ENA(SPICTL.0);SPI中断标志位中断标志位：SPI INT FLAG(SPISTS.6);SPI超限中断使能位超限中断使能位：OVERRUN INT ENA(SPICTL.4);SPI接收器超限中断标志位接收器超限中断标志位：RECEIVER OVERRUN FLAG(SPISTS.7);SPI中断优先级选择位中断优先级选择位：SPI PRIORITY(SPIPRI.6)。在在

7、SPISPI中断使能的情况下，当数据被一如或移出中断使能的情况下，当数据被一如或移出SPIDATSPIDAT寄存寄存器后，中断标志位被置位，并产生中断。器后，中断标志位被置位，并产生中断。9 9.2 串行外设接口操作3、数据格式数据格式SPI通信时，要通信时，要发送的数据发送的数据从从SPIDAT寄存器的寄存器的MSB依次依次移出，移出，接收的数据接收的数据则从则从SPIDAT的的LSB依次移入。依次移入。SPI数据字符位数数据字符位数（1-16位）指定。位）指定。当当写入写入SPIDAT或或SPITXBUF时，数据必须是时，数据必须是左对齐左对齐的。的。数据数据从从SPIRXBUF读读回时是

8、回时是右对齐右对齐的。的。9 9.2 串行外设接口操作4、SPI波特率和时钟模式波特率和时钟模式SPI模块支持模块支持125种种不同的不同的波特率波特率和和4种种不同的不同的时钟模式时钟模式。SPI最大波特率最大波特率为为SYSCLK频率的频率的四分之一四分之一。SPI波特率的确定波特率的确定SPI波特率取决于波特率取决于SYSCLK和和SPIBRR的值。的值。（1）对于）对于SPIBRR=3127 SPI波特率波特率=SYSCLK/(SPIBRR+1)SPIBRR=SYSCLK/SPI波特率波特率-1（2)对于对于SPIBRR=02 SPI波特率波特率=SYSCLK/4例例 已知系统时钟频率

9、已知系统时钟频率SYSCLK=24MHz，现将波特率设置为，现将波特率设置为3Mbps，试确定，试确定SPI波特率寄存器的值。波特率寄存器的值。SPIBRR=24106/（3106）-1=8-1=7H 9 9.2 串行外设接口操作SPI时钟模式时钟模式SPI有四种时钟模式，由有四种时钟模式，由CLOCK POLARITY和和CLOCKPHASE位控位控制。制。CLOCK POLARITY位位：选择时钟的有效沿是上升沿还是下降沿；：选择时钟的有效沿是上升沿还是下降沿；CLOCK PHASE位位：选择是否有半个时钟周期的延时。：选择是否有半个时钟周期的延时。（1）下降沿，无延时下降沿，无延时：SP

10、I在时钟下降沿发送数据，在时钟的上升沿在时钟下降沿发送数据，在时钟的上升沿接收数据；接收数据；（2）下降沿，有延时下降沿，有延时：SPI在时钟下降沿前半个周期发送数据，在时在时钟下降沿前半个周期发送数据，在时钟的下降沿接收数据；钟的下降沿接收数据；（3）上升沿，无延时上升沿，无延时：SPI在时钟上升沿发送数据，在下降沿接收数在时钟上升沿发送数据，在下降沿接收数据；据；（4）上升沿，有延时上升沿，有延时：SPI在时钟上升沿前半个周期发送数据，在上在时钟上升沿前半个周期发送数据，在上升沿接收数据。升沿接收数据。4种时钟模式如图种时钟模式如图9.3(p194)所示。所示。9 9.2 串行外设接口操作

11、6、SPI的复位和初始化的复位和初始化系统系统复位复位使使SPI引脚功能被选定为引脚功能被选定为通用输入通用输入，要对，要对SPI的配的配置，需做以下工作：置，需做以下工作：（1）设置）设置SPI SW RESET位（位（SPICCR.7）的值为）的值为0，强制，强制SPI复位；复位；（2）初始化）初始化SPI的的配置配置、格式格式、波特率波特率和和引脚功能引脚功能为期望为期望值；值；（3）设置）设置SPI SW RESET位为位为1，从复位状态释放，从复位状态释放SPI;（4）向）向SPIDAT或或SPITXBUF写数据；写数据；（5）数据发送完成后（）数据发送完成后（SPISTS.6=1)

12、，读取读取SPIRXBUF以以确定接收的数据。确定接收的数据。9 9.3 串行外设接口控制寄存器9个控制寄存器地址位于个控制寄存器地址位于7040h704Fh之间之间串行串行外设接口配置控制寄存器（外设接口配置控制寄存器（SPICCR）地址地址7040hSPI软件复位、移位时钟极性、数据长度选择。软件复位、移位时钟极性、数据长度选择。串行串行外设接口操作控制寄存器（外设接口操作控制寄存器（SPICTL）地址地址7041h超时中断使能、时钟相位选择、工作方式选择、发送允许、中断使能。超时中断使能、时钟相位选择、工作方式选择、发送允许、中断使能。串行串行外设接口状态寄存器（外设接口状态寄存器（SP

13、ISTS）地址地址7042hSPI接收过冲标志、中断标志、发送缓冲器满标志接收过冲标志、中断标志、发送缓冲器满标志串行串行外设接口波特率设置寄存器（外设接口波特率设置寄存器（SPIBRR）地址地址7044h串行串行外设接口仿真接收缓冲寄存器（外设接口仿真接收缓冲寄存器（SPIRXEMU）地址地址7046h串行串行外设接口接收缓冲寄存器（外设接口接收缓冲寄存器（SPIRXBUF）地址地址7047h串行串行外设接口发送缓冲寄存器（外设接口发送缓冲寄存器（SPITXBUF）地址地址7048h串行串行外设接口发送外设接口发送/接收移位寄存器（接收移位寄存器（SPIDAT）地址地址7049h该寄存器中的数据在连续个该寄存器中的数据在连续个SPICLK周期中被移出。周期中被移出。串行串行外设接口中断优先级控制寄存器（外设接口中断优先级控制寄存器（SPIPRI）地址地址704Fh用于选择用于选择SPI中断优先级的级别（中断优先级的级别（INT1或或INT5）。）。