FPGA构造spi时序——AD7176为例

最新推荐文章于 2025-06-30 11:53:07 发布

fzhykx

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分类专栏： FPGA 文章标签： FPGA spi AD7176

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/fzhykx/article/details/79490330

本文介绍了基于FPGA的SPI协议理解，重点讲解了与AD7176传感器的通信过程。内容包括SPI接口的时钟、数据线介绍，AD7176的写入与读出方法，以及配置和读数流程。通过程序源码和软件仿真的解析，深入理解SPI时序操作。

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项目中用到了一种常见的低速接口（spi），于是整理了一下关于spi相关的知识，与AD采样的芯片7176通信的协议为spi

一.对spi协议的理解

spi扫盲

除了供电、接地两个模拟连接以外，SPI总线定义四组数字信号：

- 接口时钟SCLK（Serial Clock，也叫SCK、CLK），master输出至slave的通讯时钟。

- MOSI（ Master Output Slave Input，也叫SIMO、MTSR、DI、DIN、SI）自master输出至slave的数据线。

- MISO （Master Input Slave Output，也叫SOMI、MRST、DO、DOUT、SO）自slave输出至master的数据线。

- SS（Slave select，也叫nSS、CS、CSB、CSN、EN、nSS、STE、SYNC）master对slave的片选信号，自master输出至slave，低有效。

SPI接口是一种典型的全双工接口，通过同步时钟SCLK的脉冲将数据一位位地传送。所以在开始通讯前，master首先要配置接口时钟（确定其通讯频率是SLAVE可以支持的，通常为数兆赫兹）。

当MASTER片选一个SLAVE时，每向SLAVE发送一个周期的SCLK信号，都会有1bit的数据从MOSI发送至slave，与此同时，slave每收到一个周期的SCLK信号，都会从MISO向master发送1bit的数据。这种全双工通讯，是由硬件保证的（MASTER与HOST中各有一个移位寄存器作为收发数据的缓存）。

二.AD7176使用简单说明

1>写入与读入方法

对于FPGA为master而言，要注意SCLK下降沿发数给AD7176，上升沿读AD7176的数。在写入的时候，先用SPI时序，写入一个8bits的CMD，CMD就是通信寄存器，负责控制写入还是读出和要通信的寄存器名称，随后写写入8bit/16bit/24bit的数据。

在读数据的时候也需要通过通信寄存器也就是CMD读取，要规定好读数据和读哪个寄存器的值。

2>AD7176配置流程

具体寄存器还需要查看手册具体配置。

三.程序源代码讲解

1>程序源码

`timescale 1ns / 1ps
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// Company:
// Engineer:
//
// Create Date: 2017/03/10 11:08:45
// Design Name:
// Module Name: spi_core
// Project Name:
// Target Devices: <