SPI读写总结

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本文详细介绍了SPI协议的工作原理及其在nRF24L01芯片中的应用。解释了SPI的主从模式、信号线功能，并提供了读写寄存器的具体实现方法。

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SPI协议是主从模式：从机不主动发起访问，总是被动执行操作。

CSN：片选信号。
SCK：时钟信号。
MOSI:master output slave input,即主机输出从机输入。可以理解主机写从设备。
MISO:master input slave output,即主机输入从机输出。可以理解主机读从设备。

SPI全称:Serial Peripheral interface,即串行外围设备接口。SPI协议自然是串行地传输数据，每次
按 1 bit读写设备，而不是像并行每次1byte(8bit)传输。

nRF24L01支持标准SPI四线接口。以nRF24L01芯片的PDF为例说明SPI的基本读写。

如图示为SPI读时序和写时序。按照读写时序输出字节（MOSI）就会从MSB 循环输出,同将输入字节（MISO）从LSB 循环移入，每次移动一位。

显然对于nRF24L01来说上升沿输入，下降沿输出。也即是说：MCU在时钟信号的上升沿时写(write),下降沿时读(read).

单字节读时序：

 
    /*
 
 ** 函数名 : SPI_Read_OneByte
 
 ** 返回值 : temp--SPI读取的一字节数据
 
 ** 参  数 : None
 
 ** 描  述 : 下降沿读数据，每次读取 1 bit
 
 */
 
 uint8 SPI_Read_OneByte(void)
 
 {
 
   uint8 i;
 
   uint8 temp = 0;
 
   for(i=0;i<8;i++)
 
   {
 
    temp <<= 1;       //读取MISO 8次输入的值，存入temp。之所以不放在“SCK = 0”语句之后的位置是因为：
 
                      //读取最后1byte的最后一位(即LSB)之后，不能再左移了
 
    SCK = 1;          
 
    if(MISO)          //读取最高位，保存至最末尾，通过左移位完成读整个字节
 
      temp |= 0x01;
 
     else
 
      temp &= ~0x01;
 
    SCK = 0;          //下降沿来了(SCK从1-->0)，MISO上的数据将发生改变，稳定后读取存入temp
   }
 
   return temp;
 
 }

单字节写时序：

 
    /*
 
 ** 函数名 : SPI_Write_OneByte
 
 ** 返回值 : None
 
 ** 参  数 : u8_writedata--SPI写入的一字节数据
 
 ** 描  述 : 上升沿写数据，每次写入 1 bit
 
 */
 
 void SPI_Write_OneByte(uint8 u8_writedata)
 
 {
 
   uint8 i;
 
   for(i=0;i<8;i++)
 
   {
 
     if(u8_writedata & 0x80)      //判断最高位，总是发送最高位
 
      MOSI_ON;                    //MOSI输出1，数据总线准备数据1
 
     else
 
      MOSI_OFF;                   //MOSI输出0，数据总线准备数据0
      
     SCK = 1;                     //上升沿来了(SCK从0-->1)，数据总线上的数据写入到器件
     u8_writedata <<= 1;          //左移抛弃已经输出的最高位
 
     SCK = 0;                     //拉低SCK信号，初始化为0
   }
 
 }

在此基础可以写出nRF24L01寄存器的读写函数。
nRF24L01寄存器写入函数：

 
    /*
 
 ** 函数名: nRF24L01_WriteReg
 
 ** 返回值: None
 
 ** 参 数 : (1)uint8 addr--寄存器地址
 
 **         (2)uint8 value--写入值
 
 ** 说 明 : nRF24L01寄存器写函数
 
 */
 
 void nRF24L01_WriteReg(uint8 addr, uint8 value)
 
 {
 
     CSN_OFF();                  //CS片选拉低 
 
     SPI_Write_OneByte(addr|WR); //SPI写地址命令
 
     SPI_Write_OneByte(value);   //SPI写数据 
 
     CSN_ON();                   //CS片选拉高
 
 }

nRF24L01读寄存器函数：

 
    /*
 
 ** 函数名: nRF24L01_ReadReg
 
 ** 返回值: value--读取寄存器值
 
 ** 参 数 : addr--寄存器地址
 
 ** 说 明 : nRF24L01寄存器读函数
 
 */
 
 uint8 nRF24L01_ReadReg(uint8 addr)
 
 {
 
     uint8 value;
 
     CSN_OFF();                   //CS片选拉低
     SPI_Write_OneByte(addr|RR);  //SPI写地址命令
     value = SPI_Read_OneByte();  //SPI读数据
     CSN_ON();                    //CS片选拉高
     return value;
 
 }

注：可以整合读写程序如下：

 
    /*
 
 ** 函数名 : SPI_WriteAndRead_OneByte
 
 ** 返回值 : u8_readdata--SPI读取的一字节数据
 
 ** 参 数 : u8_writedata--SPI写入的一字节数据
 
 ** 描 述 : 上升沿写，下降沿读
 
 */
 
 uint8 SPI_WriteAndRead_OneByte(uint8 u8_writedata)
 
 {
 
   uint8 i;
 
   uint8 u8_readdata = 0x00;
 
   for(i=0;i<8;i++)
 
   {
 
     u8_readdata <<= 1;      //读取MISO 8次输入的值，存入u8_readdata。
 
     if(u8_writedata & 0x80) //判断最高位，总是写最高位（输出最高位）
 
       MOSI_ON;              //MOSI输出1，数据总线准备数据1
     else
 
       MOSI_OFF;             //MOSI输出0，数据总线准备数据0
     u8_writedata <<= 1;     //左移抛弃已经输出的最高位
 
     SCK = 1;                //上升沿来了(SCK从0-->1)，数据总线上的数据写入器件
     if(MISO)                //读取最高位，保存至最末尾，通过左移位完成读整个字节
 
       u8_readdata |= 0x01;
 
     else
 
       u8_readdata &= ~0x01;
 
     SCK = 0;                //下降沿来了(SCK从1-->0)，MISO上将产生新的数据，读取存入u8——readdata
    }
 
   return u8_readdata;
 
 }