第12章Cortex-M4-SPI-Bus

12.1 标准SPI-Bus简介

12.1.1 SPI-Bus简介

SPI(Serial Peripheral interface)：是由Motorola公司开发的串行外围设备接口，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器等器件。

SPI总线的通信方式：同步串行全双工。

SPI总线的通信速度：10MHz以上~100MHz~(……)

12.1.1 SPI-Bus物理拓扑结构

1. 五线制接口(四线制SPI)

MOSI：主出从入、MISO：主入从出、SCK：时钟线、CS：片选、GND：地线

全双工通信

1. 四线制接口(三线制SPI)

IO：双向通信数据线、SCK：时钟线、CS：片选、GND：地线

半双工通信

1. 物理拓扑结构

一主多从

依靠片选线去区分从设备，每增加一个从设备会增加一个IO口。

12.1.1 SPI-Bus通信格式

通信数据帧过程：

① 拉低片选线

② 产生上升沿让MOSI以及MISO准备数据

③ 产生下降沿让MOSI以及MISO发送并且接收数据

④ 完成一个字节数据以后

⑤ 拉高片

 能够满足模式0的一般会满足模式3；能够满足模式1的一般会满足模式2。

Q

SPI总线的数据帧格式不固定，可以发送并且接收任意bit的数量。

 SPI发送过程或接收过程都可以暂停。

为了方便使用，很多情况下会将SPI总线数据格式转成一个字节发送并且接收。

SPI总线每发送一个bit必然会接收到一个bit数据。

 模拟SPI发送并且接收一个字节数据：

/*
函数功能：模拟SPI总线发送并且接收一个字节
函数形参：需要发送的数据
函数返回值：接收道的结果
备注：通信速度：100MHz
*/
u8 spi_send_and_recive_byte(u8 send_byte_data)
{
    u8 recive_byte_data = 0;
    u8 value = 0;
    
    CS = 0;
    
    //上升沿准备数据；下降沿发送并且接收数据
    for(value = 0; value < 8; value++)
    {
        CLK = 1;//让主从设备准备数据
        if(send_byte_data & (0x80 >> value))
        {
            MOSI = 1;
        }
        else
        {
            MOSI = 0;
        }
        CLK = 0;//让主从设备发送并且接收数据
        recive_byte_data <<= 1;//把最高位及出去，空出最低位补0
        recive_byte_data |= MISO;//然后最低位移移移，移到最高位
    }
    
    CS = 1;
}