使用verilog设计spi控制器

最新推荐文章于 2025-03-19 09:02:28 发布
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分类专栏： Verilog Zynq FPGA
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本文详细介绍了Zynq7010芯片上的SPI（Serial Peripheral Interface）工作模式，包括CPOL和CPHA的解释，并展示了四种模式的时序分析。通过时钟变换，说明四种模式可以互换。同时，提供了SPI时钟分频、状态机管理和数据传输的硬件描述语言（VHDL）实现，以及如何根据时钟采样MISO数据和更新MOSI信号。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

测试环境

操作系统：Windows10

综合仿真：Vivado 2018.3

芯片验证：Zynq7010

 

SPI模式

极性:CPOL     相位:CPHA

Mode0 CPOL=0, CPHA=0

Mode1 CPOL=0, CPHA=1

Mode2 CPOL=1, CPHA=0

Mode3 CPOL=1, CPHA=1

时钟极性CPOL: SPI空闲时，时钟信号SCLK的电平（1:空闲时高电平; 0:空闲时低电平）

时钟相位CPHA: SPI在SCLK第几个边沿采样数据（0:第一个边沿; 1:第二个边沿）

 

SPI时序分析

如下图，这是四种模式下的SPI时序，图中四种模式共用MISO:

从图中可以看出，MISO数据采样和MOSI数据输出都发生在同一时刻，只是它们的时钟不同。而仔细观察，4种模式都可以通过一种时钟变换得来，这里以模式3时钟为参考：

模式0时钟：对模式3时钟反相并移相半个周期

模式1时钟：对模式3时钟反相

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