(十二)SPI通信

本节主要说明spi通信，通过51单片机模拟spi和ds1302时钟芯片进行通信，通过向ds1302写入当前时间，然后通过spi读出当前时间并以XX-XX-XX在数码管上显示小时，分钟，秒。

（1）spi通信协议

我们大部分的协议其实都是大致相等的，当然也可能会有一些区别，就以spi来说，spi都可以分为三线制和四线制，他们在通信的时候的相位和空闲时电平等都可能不相同，所以spi的协议好像稍微更加复杂，但是大致的原理相似，只要掌握了spi大致的原理，这个时候其实我们去看芯片手册，对应芯片手册上的时序就可以完成通信和相应的功能了。

这就是我们在ds1302上单字节读和单字节写需要完成的时序了，由图可以看到51单片机是通过三根线和ds1302相连，其中CE即片选线在读或写之前都要有低拉高，而读或写结束之后都需要由高拉低，完成读写，而我们spi的写都是在sclk的上升沿，而spi的读都是在下降沿，整个的时序如上图所示，整体还是比较简单 。

（2）硬件相关

DS1302的大致使用过程就是通过寄存器向ds1302配置寄存器，然后读寄存器即可得到当前时钟。DS1302的控制寄存器值如下所示：

         第7位:永远都是1

        第6位:1表示内部RAM寻址，0表示内部内部寄存器寻址

        第5~1位：稍后讲解

        第0位：读写位，1表示读，0表示写

其中第5~1位的含义如下所示：

        我们可以通过对应的地址来读取或者写相应的值，注意,这些寄存器的值都只需要写一次之后，我们就可以一直读取，不会丢失。而关于每个寄存器对应的值的含义如下：

        关于每个每个寄存器的每一位的含义，这个图看的还是比较清楚，最主要的是说一下几点，第一：秒寄存器的第7位ch，当ch=0的时候，内部时钟运行，ch=1的时候内部时钟不运行，简单来说就是秒数会不会自动增加，并且掉电会不会丢失。而秒钟的十位和个位都是由BCD码组成的，其实这些时间都是由BCD码组成。第二：小时寄存器最高位是12/24小时位，当为1的时候表示12小时，那么第5位高电平表示下午，低电平表示上午，而当表示24小时的时候，第五位就变为了实际的小时的一位。第三：年寄存器取值范围为0到99,其实际年数是2000年到2099年。

（3）软件

  我们先放出有关于控制ds1302的相关代码

#include "reg52.h"
#include <intrins.h>
sbit MOSI = P3^4;
sbit SCLK = P3^6;
sbit CE = P3^5;
unsigned char read_addr[7] = {0x81,0x83,0x85,0x87,0x89,0x8b, 0x8d};
unsigned char write_addr[7] = {0x80, 0x82, 0x84, 0x86, 0x88, 0x8a, 0x8c};
unsigned char time[7] = {0x00, 0x00,0x23,0x7,0x5, 0x6,0x16};

unsigned char ds1302_read(unsigned char addr){
	unsigned char val = 0;
	unsigned char byte = 0;
	int i;

	CE = 0;
	_nop_();
	SCLK = 0;
	_nop_();
	CE = 1;
	_nop_();
	for(i = 0;i < 8;i++){
		MOSI = addr & 0x01;
		addr >>= 1;
		SCLK = 1;
		_nop_();
		SCLK = 0;
		_nop_();
	}
	_nop_();
	for(i = 0;i < 8;i++){
		byte = MOSI;
		val >>= 1;
		val |= (byte << 7);
		SCLK = 1;
		_nop_();
		SCLK = 0;
		_nop_();
	}
	CE = 0;
	_nop_();
	SCLK = 1;
	_nop_();
	MOSI = 0;
	_nop_();
	MOSI = 1;
	_nop_();
	return val;
}

void ds1302_write(unsigned char addr, unsigned char dat){
	int i;

	CE = 0;
	_nop_();
	SCLK = 0;
	_nop_();
	CE = 1;
	_nop_();
	for(i = 0;i < 8;i++){
		MOSI = addr & 0x01;
		addr >>= 1;
		SCLK = 1;
		_nop_();
		SCLK = 0;
		_nop_();
	}
	for(i = 0;i < 8;i++){
		MOSI = dat & 0x01;
		dat >>= 1;
		_nop_();
		SCLK = 1;
		_nop_();
		SCLK = 0;
		_nop_();
	}
	CE = 0;
	_nop_();
}

void ds1302_init(){
	int i;
	ds1302_write(0x8E, 0x00);
	for(i = 0;i < 7; i++){
		ds1302_write(write_addr[i], time[i]);
	}
	ds1302_write(0x8E, 0x80);		
}

 
void ds1302_read_time(){
	int i;
	for(i = 0;i < 7;i++){
		time[i] = ds1302_read(read_addr[i]);
	}
 
}

现在我们放出有关于数码管的代码

#include "reg52.h"
sbit LSA = P2^2;
sbit LSB = P2^3;
sbit LSC = P2^4;
extern unsigned char time[7];
unsigned char smgduan[17]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,
					0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//显示0~F的值
void delay(int n){
	while(n--);
}
void full_arr(unsigned char *arr){

	arr[0] = smgduan[time[0] % 16];
	arr[1] = smgduan[time[0] / 16];
	arr[2] = 0x40;
	arr[3] = smgduan[time[1] % 16];
	arr[4] = smgduan[time[1] / 16];
	arr[5] = 0x40;
	arr[6] = smgduan[time[2] % 16];
	arr[7] = smgduan[time[2] / 16];
	 	
}
void key_scan(){
	char arr[8];
	int i;
	full_arr(arr);	
	for(i = 0;i < 8;i++){
		switch(i){
			case 0:
				LSA = 0; LSB = 0; LSC = 0;
				break;
			case 1:
				LSA = 1; LSB = 0; LSC = 0;
				break;
			case 2:
				LSA = 0; LSB = 1; LSC = 0;
				break;
			case 3:
				LSA = 1; LSB = 1; LSC = 0;
				break;
			case 4:
				LSA = 0; LSB = 0; LSC = 1;
				break;
			case 5:
				LSA = 1; LSB = 0; LSC = 1;
				break;
			case 6:
				LSA = 0; LSB = 1; LSC = 1;
				break;
			case 7:
				LSA = 1; LSB = 1; LSC = 1;
				break;
		}
		P0 = arr[i];
		delay(5);
		P0 = 0x00;
	}
}

最后写出主函数调用：

#include "reg52.h"
#include "ds1302.h"
#include "key.h"
void main(){
	ds1302_init();
	while(1){
		ds1302_read_time();
		key_scan();		
	}
}