AVR单片机(C语言)项目开发实践教程项目十一 SPI串行总线应用

【任务1】 项目知识点学习
❖ 二、ATmega16单片机SPI接口控制与数据传输过程 2)SPI初始化及数据传送程序示例
下面将以ATmega16单片机为例说明如何将SPI设置为主 机，以及如何进行简单的数据传送。MOSI对应 ATmega16单片机PB5引脚，MISO对应ATmega16单片 机PB6引脚，SCK对应ATmega16单片机PB7管脚，SS对 应ATmega16单片机PB4管脚。
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❖ 三、ATmega16 SPI接口相关的寄存器简单介绍 1）SPI控制寄存器－SPCR
• Bit 4 – MSTR: 主/ 从选择 MSTR置位时选择主机模式，否则为从机。如果MSTR为"1”，SS配置为 输入，但被拉低，则MSTR 被清零，寄存器SPSR 的SPIF 置位。用户必须 重新设置MSTR 进入主机模式。 • Bit 3 – CPOL: 时钟极性 CPOL 置位表示空闲时SCK 为高电平；否则空闲时SCK 为低电平。 • Bit 2 – CPHA: 时钟相位 CPHA 决定数据是在SCK 的起始沿采样还是在SCK 的结束沿采样。
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❖ 二、ATmega16单片机SPI接口控制与数据传输过程 2)SPI初始化及数据传送程序示例
（2）设置SPI为从机并进行简单的数据接收。
void spi_slaveset(void) { /* 设置MISO 为输出，其他为输入 */ DDRB = (1<<DDB6); /* 使能 SPI */ SPCR = (1<<SPE); } char spi_slavereceive(void) { /* 等待接收结束 */ while(!(SPSR & (1<<SPIF))); /* 返回数据 */ return SPDR; }
❖ 三、ATmega16 SPI接口相关的寄存器简单介绍 1）SPI控制寄存器－SPCR
• Bit 7 – SPIE: 使能SPI 中断
置位后，只要SPSR 寄存器的SPIF 和SREG 寄存器的全局中断使能 位置位，就会引发SPI中断。 • Bit 6 – SPE: 使能SPI SPE 置位将使能SPI。进行任何SPI 操作之前必须置位SPE。 • Bit 5 – DORD: 数据次序 DORD 置位时数据的LSB 首先发送；否则数据的MSB 首先发送。
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❖ 三、ATmega16 SPI接口相关的寄存器简单介绍 1）SPI控制寄存器－SPCR
• Bits 1, 0 – SPR1, SPR0: SPI 时钟速率选择1 与0
确定主机的SCK 速率。SPR1 和SPR0 对从机模式没有影响。SCK和 振荡器频率fOSC之间的关系下表所示。
单片机应用技术
项目十一 SPI串行总线应用
【任务1】 项目知识点学习
❖ 一、SPI总线通信协议概述
SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)总线系统 是一种同步外设接口，允许MCU与各种外围设备以串行方式 进行通信和数据交换。外围设备包括FLASHRAM、A/ D 转换 器、网络控制器、MCU 等. 一般使用4 线制:串行时钟线(SCK) 、主机输入/ 从机输出数据线MISO、主机输出/ 从机输入数 据线MOSI 和低电平有效的从机选择线SS 。
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❖ 二、ATmega16单片机SPI接口控制与数据传输过程 3）SS引脚的功能
·从机方式
当SPI 配置为从机时，从机选择引脚SS总是为输入。SS 为低将激活SPI 接口， MISO成为输出( 用户必须进行相
应的端口配置) 引脚，其他引脚成为输入引脚。
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❖ 二、ATmega16单片机S例
（1）设置SPI为主机并进行简单的数据发送：
void spi_masterset(void) {
/* 设置MOSI 和SCK 为输出，其他为输入 */ DDRB = (1<<DDB5)|(1<<DDB7);
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❖ 二、ATmega16单片机SPI接口控制与数据传输过程 1)控制与传输过程
如下图所示为SPI数据传输系统的结构方框图。SPI的数据传 输系统由主机和从机两个部分构成，主要由主、从机双方的两 个移位寄存器和主机SPI时钟发生器组成，主机为SPI数据传输 的控制方。由SPI的主机将SS输出线拉低，作为同步数据传输 的初始化信号，通知从机进入传输状态。然后主机启动时钟发 生器，产生同步时钟信号SCK；预先将在两个移位寄存器中的 数据在SCK的驱动下进行循环移位操作，实现了主－从之间的 数据交换。主机的数据由MOSI（主机输出－从机输入）进入 从机，而同时从机的数据MISO（主机输入－从机输出）进入 主机。数据传送完成，主机将SS线拉高，表示传输结束。
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❖ 二、ATmega16单片机SPI接口控制与数据传输过程 1)控制与传输过程
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❖ 二、ATmega16单片机SPI接口控制与数据传输过程 1)控制与传输过程
SPI接口的设置可分为主机和从机两种模式。当SPI 接口使能时，MOSI、MISO、SCK和SS引脚的控制和数据 方向如下表
❖ 二、ATmega16单片机SPI接口控制与数据传输过程 3）SS引脚的功能
·主机方式 当SPI被配置为主机时（寄存器SPCR的MSTR位置“1” ）,用户可以决定SS引脚方向。如果SS引脚被设为输出， 该引脚将作为通用输出口，不影响SPI系统，通常用于驱 动从机的SS引脚。
【任务1】 项目知识点学习
/* 使能SPI 主机模式，设置时钟速率为fck/16 */ SPCR = (1<<SPE)|(1<<MSTR)|(1<<SPR0); } void spi_mastertransmit(char data) {
/* 启动数据传输 */ SPDR = data;
/* 等待传输结束 */ while(!(SPSR & (1<<SPIF))); }