單片機軟體類比SPI介面—加深理解SPI匯流排協議

單片機軟體類比SPI介面—加深理解SPI匯流排協議          SPI(Serial Peripheral Interfacer 串列外設介面)是摩托羅拉公司推出的一種同步串列通訊介面，用於微處理器臌控制器和外圍擴充晶片之間的串列串連，現已發展成為一種工業標準，目前，各半導體公司推出了大量的帶有SPI介面的具有各種各樣功能的晶片，如RAM，EEPROM，FlashROM，A／D轉換器、D／A轉換器、LED／LED顯示磁碟機、I／O介面晶片、系統時鐘、UART收發器等等，為使用者的外圍擴充提供了極其靈活而價廉的選擇。由於SPI匯流排介面只佔用微處理器四個I／O口線，採用SPI匯流排介面可以簡化電路沒計，節省很多常規電路中的介面器件和I／O口線，提高設計的可靠性。

        現以 AT89C205l單片機類比SPI匯流排操作串列EEPROM 93CA6為例，1所示，介紹利用單片機的I／O口通過軟體類比SPI匯流排的實現方法。在這裡，僅介紹讀命令的時序和應用子程式。93C46儲存空間SPI匯流排的工作原理

          93CA6作為從裝置，其SPI介面使用4條I／O口線：串列時鐘線(SK)、輸出資料線DO、輸入資料線DI和高電平有效從機選擇線CS。其資料的傳輸格式是高位(MSB)在前，低位(LsB)在後。93C46的SPI匯流排介面讀命令時序2所示。
軟體類比SPI介面的實現方法 

          對於不帶SPI串列匯流排介面的AT89C2051單片 機來說，可以使用軟體來類比SPI的操作，圖1所示 為AT89C2051單片機與串列EEPROM 93C46的硬體 串連圖，其中，P1．0類比SPI主裝置的資料輸出端 SDO，P1．2類比SPI的時鐘輸出端SCK，P1．3類比 SPI的從機選擇端SCS，P1．1類比SPI的資料輸入 SDI。
         上電複位後首先先將P1．2(SCK)的初始狀態設定為0(空閑狀態)。
         讀操作：AT89C2051首先通過P1．0口發送1位起始位(1)，2位作業碼(10)，6位被讀的資料地址(A5A4A3A2A1A0)，然後通過P1．1口讀1位空位(0)，之後再讀l6位元據(高位在前)。
         寫操作：AT89C2051首先通過P1．0口發送1位起始位(1)，2位作業碼(01)，6位被寫的資料地址(A5A4A3A2A1A0)，之後通過P1．0口發送被寫的l6位元據(高位在前)，寫操作之前要發送寫允許命令，寫之後要發送寫禁止命令。
         寫允許操作(WEN))：寫操作首先發送1位起始位(1)，2位作業碼(00)，6位元據(11XXXX)。                       寫禁止操作(WDS))：寫操作首先發送1位起始位(1)，2位作業碼(00)，6位元據(00XXXX)。
        下面介紹用C51類比SPI的子程式。

//首先定義好I/O口sbit SDO=P1^0；sbit SDI=P1^1；sbit SCK=P1^ 2；sbit SCS=P1^3；sbit ACC_7= ACC^7；unsigned int SpiRead(unsigned char add){unsigned char i；unsigned int datal6；add&=0x3f；/*6位地址*/add |=0x80；/*讀作業碼l0*/SDO=1；/*發送1為起始位*/SCK=0；SCK=1；for(i=0；<8；i++)/*發送作業碼和地址*/{if(add&0x80==1)SDO=1；else SDO=0；SCK=0；/*從裝置上升沿接收資料*/SCK=1；add<<= 1；}SCK=1；/*從裝置時鐘線下降沿後發送資料，空讀1位元據*/SCK=0；datal6<<= 1;/*讀16位元據*/for(i=0；<16；i++){SCK= 1；_nop_()；if(SDI==1)datal6|=0x01；SCK =0；datal6< < =1；}return datal6；}

           對於不同的串列介面外圍晶片，它們的時鐘時序是不同的。上述子程式是針對在SCK的上升沿輸入(接收)資料和在下降沿輸出(發送)資料的器件。這些子程式也適用於在串列時鐘)的上升沿輸入和下降沿輸出的其它各種串列外圍介面晶片，只要在程式中改變P1．2(SCK)的輸出電平順序進行相應調整即可。