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SPI接口的工作原理 发布: | 作者: | 来源: mahuaxiao | 查看:1979次 | 用户关注： MAX7456随屏显示(OSD)发生器具有SPI?兼容接口，本应用笔记介绍了SPI接口的工作原理，文中还包含在微控制器内逐位模拟SPI接口的控制器C程序。MAX7456串行接口MAX7456单通道单色随屏显示(OSD)发生器预装了256个字符和图形，并可通过SPI接口在线编程。通过SPI兼容串行接口可以设置工作模式、显示存储器以及字符存储器。状态(STAT)寄存器、显示存储器数据输出(DMDO)寄存器和字符存储器数据输出(CMDO)寄存器都可读，可以对其进行 MAX7456随屏显示(OSD)发生器具有SPI?兼容接口，本应用笔记介绍了SPI接口的工作原理，文中还包含在微控制器内逐位模拟SPI接口的控制器C程序。  MAX7456串行接口 MAX7456单通道单色随屏显示(OSD)发生器预装了256个字符和图形，并可通过SPI接口在线编程。通过SPI兼容串行接口可以设置工作模式、显示存储器以及字符存储器。状态(STAT)寄存器、显示存储器数据输出(DMDO)寄存器和字符存储器数据输出(CMDO)寄存器都可读，可以对其进行写操作和读操作。关于MAX7456寄存器及存储器结构的详细信息请参考数据资料和应用笔记4117，使用MAX7456存储器和评估板文件生成定制字符和图形。MAX7456支持高达10MHz接口时钟(SCLK)。图1为写数据时序，图2是从器件读数据的时序。写寄存器时，拉低/CS可使能串行接口。在SCLK的上升沿从SDIN读取数据。当/CS变为高电平时，数据锁存到输入寄存器。如果传输过程中/CS变高，程序终止(即数据不写入寄存器)。/CS变低之后，器件等待从SDIN读入第一个字节，以确定正在执行的数据传输类型。读寄存器时，如上文所述，拉低/CS。地址在SCLK的上升沿锁入SDIN。然后数据在SCLK的下降沿从SDOUT输出。SPI命令长度为16位：最高8位(MSB)代表寄存器地址，最低8位(LSB)代表数据(图1和2)。这种格式有两个例外： 自动递增写模式，用于访问显示存储器，是一个8位操作(图3)。写数据前必须写入起始地址。对显示存储器执行自动递增写命令时，8位地址由内部产生，串口只需8位数据，如图3所示。 从显示存储器读字符数据时，若处于16位工作模式，应该是24位(8位地址+16位数据)。 执行读操作时，只需要8位地址，如图2所示。图1. 写操作图2. 读操作图3. 自动递增写操作 C程序 下文给出的C程序已针对MAXQ2000微控制器进行了编译，用于MAX7456评估(EV)板。本文给出了完整的程序例程。程序是自述文档，几乎没有附加说明。C程序可从以下文件获得：spi.c和MAX7456.h。以下程序使用了SPI协议的标准定义，MAXQ2000处理器为SPI主机，MAX7456是SPI从器件。CS与MAX7456数据资料中的定义相同。SDIN对应于MOSI (主机出从器件入)。SDOUT对应于MOSI (主机入从器件出)。SCLK对应于CK。前缀SPI_用于全部程序。 数据结构 下文所示数据结构可直接或逐位读写数据，用于独立访问SPI端口。C++和一些较新的C编译器支持位字段联合/结构语句)。 /* Port 5 Output Register */__no_init volatile __io union#123; unsigned char PO5; struct { unsigned char bit0 : 1; unsigned char bit1 : 1; unsigned char bit2 : 1; unsigned char bit3 : 1; unsigned char bit4 : 1; unsigned char bit5 : 1; unsigned char bit6 : 1; unsigned char bit7 : 1; #125; PO5_bit;} 上述代码将一个单字节赋值给PO5，这是微控制器输出端口的地址。然后将另一个字节赋值给相同的可以逐位访问的存储器地址。因此，可用以下命令直接对该端口进行寻址：PO5 = 0x10;或用以下命令逐位读写：PO5_bit.bit4 = 1;如果该程序用于其它处理器，该结构需要重新编写。如果采用不支持位字段宽度的老式C编译器，可用位布尔运算设置及清除位： /* Portable bit-set and bit-clear macros. */#define BIT_SET(sfr,bitmask) sfr |= (bitmask)#define