ARM接口实验—SPI实验

一、SPI概念、

1.SPI总线是全双工三线/四线同步串行总线

2.一共有四根线，两根数据线，一根时钟线，和一根设备选择线

        设备选择线（片选线）：NSS nsc

        时钟线:SCK CLK

        串行输出数据线:MOSI

        串行输入数据线:MISO

注：三线制，无设备选择线，则只可完成单主机单从机通信

3.作用

• （1）MOSI：主器件数据输出，从器件数据输入

• （2）MISO：主器件数据输入，从器件数据输出

• （3）SCLK ：时钟信号，由主器件产生

• （4）/SS：从器件使能信号，由主器件控制（片选）

二、SPI通信协议

起始信号：NSS信号线从高到低，是SPI通信的起始信号

结束信号：NSS信号线由低到高，是SPI通信的终止信号

数据传输：MOSI/MISO在SCK的每个时钟周期内传递一位数据，且输入输出是同时进行的

 三、SPI总线的通信模式

 

 

 

 四、数码管显示实验

数码管控制芯片与主芯片采用SPI总线传输数据

首先需要分析工作原理

五，代码实现

spi.h

#ifndef __SPI_H__
#define __SPI_H__

#include "stm32mp1xx_gpio.h"
#include "stm32mp1xx_rcc.h"
// MOSI对应的引脚输出高低电平的信号
#define  MOSI_OUTPUT_H()	do{GPIOE->ODR |= (0x1 << 14);}while(0)
#define  MOSI_OUTPUT_L()    do{GPIOE->ODR &= (~(0x1 << 14));}while(0)

// 对应595芯片的锁存引脚输出高低电平
#define  NSS_OUTPUT_H()	    do{GPIOE->ODR |= (0x1 << 11);}while(0)
#define  NSS_OUTPUT_L()     do{GPIOE->ODR &= (~(0x1 << 11));}while(0)
	
// 时钟信号对应的引脚输出高低电平
#define  SCK_OUTPUT_H()     do{GPIOE->ODR |= (0x1 << 12);}while(0)
#define  SCK_OUTPUT_L()     do{GPIOE->ODR &= (~(0x1 << 12));}while(0)

/*
 * 函数功能： SPI初始化函数，推挽输出，高速，禁止上拉和下拉
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：无
*/
void SPI_init(void);
/*
 * 函数功能：SPI发送数据的函数
 * 函数参数：dat : 要发送的数据
 * 函数返回值：无
 *
*/
void SPI_write(unsigned char dat);


#endif  // __SPI_H__

spi.c

#include "spi.h"
/* SPI4_NSS 	---->   PE11
 * SPI4_SCK     ---->   PE12
 * SPI4_MOSI    ---->   PE14
 * SPI4_MISO    ---->   PE13
 * */

/* 数码管的编码， 先发送低位，在发送高位
 * A B C D E F G DP
 * 1 1 1 1 1 1 0 0    0xFC   0
 * 0 1 1 0 0 0 0 0    0x60   1
 * 1 1 0 1 1 0 1 0    0xDA   2
 * 1 1 1 1 0 0 1 0    0xF2   3
 * 0 1 1 0 0 1 1 0    0x66   4
 * 1 0 1 1 0 1 1 0    0xB6   5 
 * 1 0 1 1 1 1 1 0    0xBE   6
 * 1 1 1 0 0 0 0 0    0xE0   7
 * 1 1 1 1 1 1 1 0    0xFE   8
 * 1 1 1 1 0 1 1 0    0xF6   9
 * */
void delay_us1(unsigned int us)
{
	int i,j;
	for(i = 0; i < us;i++)
		for (j = 0; j < 1;j++);
}

void SPI_init(void)
{
	RCC->MP_AHB4ENSETR |= (0x1 << 4);
	// MOSI    PE14 
	GPIOE->MODER &= (~(0x3 << 28));
	GPIOE->MODER |= (0x1 << 28);
	GPIOE->OTYPER &= (~(0x1 << 14));
	GPIOE->OSPEEDR &= (~(0x3 << 28));
//	GPIOE->OSPEEDR |= (0x2 << 28);
	GPIOE->PUPDR &= (~(0x3 << 28));
	// MISO    PE13
	GPIOE->MODER &= (~(0x3 << 26));
	GPIOE->OSPEEDR &= (~(0x3 << 26));
//	GPIOE->OSPEEDR |= (0x2 << 26);
	GPIOE->PUPDR &= (~(0x3 << 26));
	// SCK     PE12	
	GPIOE->MODER &= (~(0x3 << 24));
	GPIOE->MODER |= (0x1 << 24);
	GPIOE->OTYPER &= (~(0x1 << 12));
	GPIOE->OSPEEDR &= (~(0x3 << 24));
//	GPIOE->OSPEEDR |= (0x2 << 24);
	GPIOE->PUPDR &= (~(0x3 << 24));
	// NSS     PE11
	GPIOE->MODER &= (~(0x3 << 22));
	GPIOE->MODER |= (0x1 << 22);
	GPIOE->OTYPER &= (~(0x1 << 11));
	GPIOE->OSPEEDR &= (~(0x3 << 22));
//	GPIOE->OSPEEDR |= (0x2 << 22);
	GPIOE->PUPDR &= (~(0x3 << 22));
	NSS_OUTPUT_L();    // 595芯片的锁存引脚拉低
	SCK_OUTPUT_L();    // SPI的时钟线拉低
}

void SPI_write(unsigned char dat)
{
	unsigned char i;
	for(i = 0; i < 8; i++)
	{

		if(dat & 0x01)
		{
			MOSI_OUTPUT_H();  // MOSI线写高
		} else {
			MOSI_OUTPUT_L();  // MOSI线写低
		}
		dat >>= 1;
		// 时钟线从低电平到高电平的变化时，MOSI数据线上的数据
		// 被写到595芯片的移位寄存器中
		SCK_OUTPUT_L();   // SCK拉低
		delay_us1(10);
		SCK_OUTPUT_H();   // SCK拉高
		delay_us1(10);
	}
	//NSS_OUTPUT_L();
	//NSS_OUTPUT_H();

}

main.c

#include "gpio.h"

#include "uart4.h"

#include "command.h"

#include "beep.h"

#include "key-TI.h"

#include "si7006.h"

#include "spi.h"

extern void printf(const char *fmt, ...);

void delay_ms(int ms)

{

	int i,j;

	for(i = 0; i < ms;i++)

		for (j = 0; j < 1800; j++);

}


int num[10] = {0xFC,0x60,0xDA,0xF2,0x66,0xB6,0xBE,0xE0,0xFE,0xF6};

int main(void)

{

	unsigned char i;

	SPI_init();

	while(1)

	{

#if 0

		for(i = 0; i < 10; i++)

		{

			SPI_write(0xF0);  // 发送数码管的位 

			SPI_write(num[i]);  // 发送数码管的段

			NSS_OUTPUT_L();

			delay_ms(1);

			NSS_OUTPUT_H();   // 锁存的时钟从低到高的变化

							// 将移位寄存器中的数据锁存到锁存寄存器中

			delay_ms(1000);

		}

#else 

		for(i = 0; i < 4; i++)

		{

			SPI_write(0x80 >> i);

			SPI_write(num[i+1]);

			NSS_OUTPUT_L();

			delay_ms(1);

			NSS_OUTPUT_H();



		}

#endif 

	}



	return 0;

}