6.6 串行外设接口SPI

名称
功能说明
SPICCR SPICTL SPISTS
SPI配置控制寄存器 SPI操作控制寄存器
SPI状态寄存器
SPI软件复位、SPICLK极性选择、传输 数据长度选择。
SPI中断及超时中断使能、SPICIK相位选 择、主/从操作模式和数据发送使能。
中断及超时中断标志、发送缓冲器满标志。
SPIBRR
SPI波特率寄存器
SPISIMO：从动输入/主动输出引脚 SPISTE：从动发送使能引脚 SPICLK：串行时钟引脚 南京航空航天大学自动化学院DSP技术应用实验室
SPI功能引脚图
南京航空航天大学自动化学院DSP技术应用实验室
地址 7040h 7041h 7042h 7044h 7046h
9个SPI模块寄存器
寄存器
（4）.SPI波特率寄存器SPIBRR—地址7044h （5）.SPI仿真接收寄存器SPIRXEMU—地址7046h
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（6）.SPI接收缓冲寄存器SPIRXBUF
SPI模块接收到的数据。 SPIDAT接收完毕数据后，将其传送到SPIRXBUF， 同时置位SPI INTFLAG；数据读出后，自动清除 SPI INTFLAG 。
数据传输波特率（7位）
SPIRXEMU SPI接收仿真缓冲寄存器
存放接收到的数据、支持仿真
7047h 7048h 7049h 704Fh
SPIRXBUF
SPI接收缓冲寄存器
SPITXBUF
SPI发送缓冲寄存器
SPIDAT
SPI串行数据寄存器
SPIPRI SPI中断优先级控制寄存器
存放接收到的数据 存放下一个要发送的数据 存放发送或接收到的数据 规定中断优先级高低及仿真挂起时的操作
①.外部网络主控制器由SPICLK引脚为从控制器提供 时钟，使二者同步。
②.外部网络主控制器从SPISTE引脚输出一低电平给 从控制器，响应从控制器发送数据。
③ . 从 控 制 器 把 数 据 写 入 其PCLK信号的合适边沿，由SPIDAT最高位（MSB） 开始从SPISOMI引脚串行输出。
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（1）主模式
③.从控制器从SPISIMO引脚接收串行数据并把数据 移入自身SPIDAT的最低位（LSB）。
④. 数据传输完毕后，从控制器的数据并行写入 SPIRXBUF中，供CPU读出。同时可以产生中断。
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从模式
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（2）.SPI操作控制寄存器 SPICTL—地址7041h
位
名称
说明
动作
4 OVERRUN INT
ENA
接收超时 中断使能
0－禁止超时中断； 1－使能超时中断
3
CLOCK
PHASE
SPI时钟相 0－无延时； 位选择 1－延时半个周期
2
MASTER
SPI主从模 0－从模式； 1－主模式
SPI可以用于DSP控制器和外部器件或其它控制器 间的通信，典型的应用包括与移位寄存器、显示驱动 器、串行A/D、串行D/A、串行EEPROM以及日历时钟芯 片等外围I/O器件相连进行外设扩展。
SPI与SCI相同点：都是串行信息交换。 不同点：
SPI同步通信、传输速率高、3根引线； SCI异步通信、传输速率低、2根引线。
0 SPI CHAR0
动作
0－SPI复位；1－SPI准备好接收发送
0－时钟上开沿有效；1－时钟下降沿有效
0000－1 0001－2 0010－3 0011－4 0100－5 0101－6 0110－7 0111－8 1000－9 1001－10 1010－11 1011－12 1100－13 1101－14 1110－15 1111－16
5
SPI SUSP SOFT SPI仿真挂起时处理 00－立即停止；
10－完成当前接收/发送操作后停止；
X1－自由运作
4
SPI SUSP FREE
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七、 SPI模块的控制过程
（1）.设置SPI功能引脚为特殊功能引脚。 （2）.设置SPICCR寄存器，将SPI SW RESET位清0，强制SPI
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从动发送具体过程
④.主控制器从SPISOMI引脚接收串行数据，并将数 据移入其SPIDAT的最低位（LSB）。
⑤. 数据传输完毕后，主控制器再将完整的数据并行 写入SPIRXBUF中。同时可以产生中断。
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注意：
6.6 串行外设接口SPI
一、 概述 二、 SPI模块特性 三、 两种控制模式 四 、SPI模块的波特率和时钟模式 五、 SPI的复位 六、 SPI的控制寄存器 七、 SPI模块的控制过程 八、SPI模块通信示例
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一、 概述
串行外设接口SPI模块是一个高速、同步的串行输 入/输出（I/O）端口，它只需要3根引线即可与外设 通信。
（8）.SPI串行数据寄存器SPIDAT
用于存放发送/接收到的串行数据。 发送的数据左对齐；接收到的数据右对齐。
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（9）.SPI优先级控制寄存器SPI PRI—地址704FH
位
名称
说明
动作
6
SPI PRI ORITY
SPI中断优先级
0－高中断优先级；1－低中断优先 级
无延时的 下降沿
1
有延时的 下降沿
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五、 SPI的复位
.系统复位时SPI模块处于从模式， .发送功能被禁止 .在SPICLK的下降沿锁存接收到的数据 .字符长度为1位 .SPIDAT中数据为0000h， .SPI中断被禁止 .SPI的引脚被配置为通用I/O引脚。
（SPICCR.6）和CLOCK PHASE （SPICTL.3）
两个控制位来确定。前者确定时钟的有效沿是在上
升沿还是在下降沿；后者确定是否有半个时钟周期
的延时。
串行外设时钟模式选择
CLOCK
0
0
1
1
POLARITY
CLOCK PHASE
SPICLK的信 号模式
0
无延时的 上升沿
1
有延时的 上升沿
0
/SLAVE
式选择
1
TALK
主/从模式 发送使能
0－禁止发送（输出高阻态）； 1－允许发送
0
SPI INT ENA
SPI中断使 0－禁止SPI中断；
能
1－使能SPI中断
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（3）.SPI状态寄存器SPISTS—地址7042h 南京航空航天大学自动化学院DSP技术应用实验室
连接如下： A) DIN--SPISIMO C) SYNC--CLOKOUT/IOPE0引脚相连。 D) SCLK--SPICLK引脚相连
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（7）.SPI发送缓冲寄存器SPITXBUF
下一个需要发送的数据。 向SPITXBUF写数将置位TXBUF FLAG；当前
数据传送完毕，SPITXBUF中数据自动装载到 SPIDAT，同时清除TXBUF FLAG 。
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SPI波特率＝CLKOUT/(SPIBRR+1) 当SPIBRR=0～2时，
SPI波特率＝CLKOUT/4
其中CLKOUT——器件的CPU时钟频率； SPIBRR——主SPI器件中SPIBRR的值。
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（2）.SPI时钟模式
SPI的时钟模式由CLOCK POLARITY
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三、 两种控制模式
SPI主/从控制器的连接
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三、 两种控制模式
（1）主模式
①.主控制器由SPICLK输出时钟信号给从控制器， 使二者同步。
②.主控制器将数据写入SPIDAT，由最高位（MSB） 开始，从主控制器SPISIMO引脚上串行输出。
进入复位状态，并确定时钟极性和传输数据长度。 （3）.设置SPICTL寄存器，确定其操作模式（主/从）及时钟
模式。设置SPIBRR寄存器，确定SPI通信波特率。 （4）.设置SPICCR寄存器，置SPI SW RESET位为1，使SPI进
入工作状态。 （5）.向SPIDAT或者SPITXBUF写数据，启动主模式下的通信
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六、 SPI的控制寄存器
（1）.SPI配置控制寄存器 SPICCR—地址7040h
位
名称
说明
7 SPI SW RESET SPI软件复位
6
CLOCK POLARITY
移位时钟极性
3 SPI CHAR3 传输字符长
2 SPI CHAR2
度选择
1 SPI CHAR1
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二、 SPI模块特性
1） 两种工作方式：主动和从动 2）波特率：125种可编程的波特率 3）数据字长：1～16位 4) 4种时钟方案 5）可同时接收和发送 6）发送和操作可通过中断或查询方式来完成 7） 9个SPI模块控制寄存器 8）4个外部引脚：SPISOMI:从动输出/主动输入引脚
A）主控制器可以在任意时刻起动数据发送； 而从控制器要发送数据，需用软件使能 SPISTE输入引脚。
B）串行数据长度编程。 若数据长度小于16位，写入SPITXBUF时， 需左对齐；从SPIRXBUF读回时右对齐。
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四 、SPI模块的波特率和时钟模式
（1）.SPI波特率的设定 由SPI波特率寄存器SPIBRR中的值确定。 当SPIBRR=3～127时，
过程。 （6）.待设定长度的数据传输完毕后（SPISTS.6=1），读取
SPIRXBUF中的数据
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八、SPI模块通信示例
DSP的SPI工作于主模式；DAC7512的SPI工作 于从模式通信。
DAC7512是低压（＋2.7Ｖ～＋5.5Ｖ）、12位DAC。 DIN：串行数据输入； SCLK：串行时钟输入； SYNC：输入控制信号（低电平有效）。