基于單片機(jī)spi通信的設(shè)計(jì)方案有哪些？

將DSP和單片機(jī)構(gòu)成雙CPU處理器平臺(tái)，可以充分利用DSP對(duì)大容量數(shù)據(jù)和復(fù)雜算法的處理能力，以及單片機(jī)接口的控制能力。而DSP與單片機(jī)之間快速正確的通信是構(gòu)建雙CPU處理器的關(guān)鍵問(wèn)題。下面就此問(wèn)題分別設(shè)計(jì)串行SCI、SPI和并行HPI三種連接方式?！　? 串行通信設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1 1 SCI串行通信設(shè)計(jì)

1.1.1 多通道緩沖串行口McBSP原理

TMS320VC5402(簡(jiǎn)稱VC5402)提供了2個(gè)支持高速、全雙工、帶緩沖、多種數(shù)據(jù)格式等優(yōu)點(diǎn)的多通道緩沖串行口McBSP。MCESP分為數(shù)據(jù)通路和控制通路。①數(shù)據(jù)通路負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)的收發(fā)。CPU或DMAC能夠向數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器DXR寫入數(shù)據(jù)，DXR中的數(shù)據(jù)通過(guò)發(fā)送移位寄存器XSR輸出到DX引腳。DR引腳接收數(shù)據(jù)到接收移位寄存器RSR，再?gòu)?fù)制到接收緩沖寄存器RBR，最后復(fù)制到數(shù)據(jù)接收寄存器DRR。這兩種數(shù)據(jù)多級(jí)緩沖 方式使得數(shù)據(jù)搬移和片外數(shù)據(jù)通信能夠同時(shí)進(jìn)行。②控制通路負(fù)責(zé)內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生，幀同步信號(hào)產(chǎn)生，信號(hào)控制和多通道選擇。另外.還具有向CPU發(fā)送中斷信號(hào)和向DMAC發(fā)送同步事件的功能。MCBSP時(shí)鐘

和幀同步信號(hào)通過(guò)CLKR、CLKX、FXR、FSX引腳進(jìn)行控制，接收器和發(fā)送器可以相互獨(dú)立地選擇外部時(shí)鐘和幀同步信號(hào)，也可以選擇由內(nèi)部采樣率發(fā)生器產(chǎn)生時(shí)鐘和幀同步信號(hào)。幀同步脈沖有效表示傳輸?shù)拈_(kāi)始。

1.1.2 SCI串行接口設(shè)計(jì)

設(shè)置VC5402的McRSP輸出時(shí)鐘和幀同步信號(hào)由內(nèi)部采樣率發(fā)生器產(chǎn)生，內(nèi)部數(shù)據(jù)時(shí)鐘CLKG和幀同步信號(hào)FSG驅(qū)動(dòng)發(fā)送時(shí)鐘CLKX和幀同步FSX(CLKXM=l，F(xiàn)SXM=l，F(xiàn)SGM=1)，輸入時(shí)鐘也由內(nèi)部采樣率發(fā)生器產(chǎn)生，內(nèi)部數(shù)據(jù)時(shí)鐘CLKG驅(qū)動(dòng)接收時(shí)鐘CLKR(CLKRM=1)，同時(shí)由CPU時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)采樣率發(fā)生器(CLKSM=1)?？紤]到AT89C51(簡(jiǎn)稱C51)串口發(fā)送數(shù)據(jù)幀中第l位為起始位，因此可以利用該位驅(qū)動(dòng)輸入幀同步信號(hào)FSR，同時(shí)要置忽略幀同步信號(hào)標(biāo)志為1。其中FSG幀同步脈沖寬度=(FWID+1)·CLKG;FSG幀同步脈沖周期=(FPER+1)·CLKG;采樣率發(fā)生器分頻系數(shù)(采樣率=波特率)=FIN/(CLKGDV+1)。

SCI串口連接如圖l所示。

1.1.3 波特率不一致的處理

VC5402初始化(以圖1為例)：

STM#SRGRl,SPSAl

STM#ooFEH，SPSDl;FSG幀同步脈沖寬度位為1個(gè)CLKG

;波特率為100 MHz/(0X(OFF)=392 156 b/s

STM#SRGR2，SPSAl

STM#3D00H,SPSDl;內(nèi)部采樣率發(fā)生器時(shí)鐘由CPU驅(qū)動(dòng)

C51初始化：

MOV TMOD,#20H

MOVTLl,#FFH

MOVTHl，#FFH ;C51波特率=(2SMOD/32)*(fosc/12)[1/(256一初值)]一24 509 b/s

MOV SCON，#50H ;置串口方式l，每一幀10位數(shù)據(jù).允許接收

MOV PCON，#80H ;設(shè)置SMOD=1

VC5402波特率/C51波特率=(392 156/24 509)=16.000 49

VC5402每發(fā)送16位數(shù)據(jù)，C51只采樣1位數(shù)據(jù)。在VC5402存儲(chǔ)器中開(kāi)辟一個(gè)空間對(duì)每次發(fā)送的8位數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)展，1位擴(kuò)為16位，0為0000H，l為FFFFH，共擴(kuò)為128位。在數(shù)據(jù)頭部填加16位起始位0000H，數(shù)據(jù)尾部填加停止位FFFFH。在VC5402發(fā)送控制寄存器XCR中設(shè)置XWDLEN=000(1字含8位)，即可將要發(fā)送的8位數(shù)據(jù)封裝成1幀10字的數(shù)據(jù)。這也符合C51串口1方式下1幀10位的數(shù)據(jù)格式。C51以1/16的VC5402采樣速率接收數(shù)據(jù)，0000H采樣為0，F(xiàn)FFFH采樣為1，由此可以將接收到的200位恢復(fù)為8位數(shù)據(jù)，停止位進(jìn)入RB8。

單片機(jī)spi接口的使用方法有哪些

單片機(jī)的SPI(Serial Peripheral Interface)接口是一種常用的串行通信接口，用于與其他外設(shè)(如傳感器、存儲(chǔ)器、顯示器等)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。下面介紹一些常見(jiàn)的單片機(jī)SPI接口的使用方法：

1. **硬件SPI模式**：大多數(shù)單片機(jī)都提供了專門的硬件SPI模塊，可以通過(guò)配置寄存器來(lái)設(shè)置通信速度、數(shù)據(jù)位寬、主從模式等參數(shù)。使用硬件SPI時(shí)，數(shù)據(jù)的傳輸由硬件自動(dòng)完成，通常具有較高的可靠性和性能。使用硬件SPI需要連接到特定的引腳(如MOSI、MISO、SCLK、SS等)，并調(diào)用相關(guān)的庫(kù)函數(shù)或操作寄存器來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。

2. **軟件SPI模擬**：如果單片機(jī)沒(méi)有硬件SPI模塊，或者需要額外的IO引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)SPI設(shè)備的通信，可以使用軟件SPI模擬。軟件SPI通常使用GPIO口模擬SPI的時(shí)序和協(xié)議，通過(guò)控制引腳的電平和時(shí)序來(lái)模擬SPI的數(shù)據(jù)傳輸。軟件SPI需要編寫相應(yīng)的代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制和數(shù)據(jù)傳輸。

無(wú)論是硬件SPI還是軟件SPI，使用方法基本相同：

1. 初始化SPI接口：設(shè)置SPI的參數(shù)，包括通信速度、數(shù)據(jù)位寬、主從模式、CPOL和CPHA等，根據(jù)具體的需求使用相應(yīng)的庫(kù)函數(shù)或操作相關(guān)寄存器。

2. 數(shù)據(jù)傳輸：發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)可以通過(guò)不同的函數(shù)或寄存器來(lái)完成。通常，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖區(qū)，然后等待傳輸完成，接收數(shù)據(jù)時(shí)讀取接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^(guò)輪詢或中斷的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

3. 片選控制：如果需要與多個(gè)SPI設(shè)備通信，可以使用片選信號(hào)(SS)來(lái)選擇要進(jìn)行通信的設(shè)備。在通信前，將片選信號(hào)拉低以選擇目標(biāo)設(shè)備，通信結(jié)束后將其拉高。

SPI接口的具體使用方法可能因單片機(jī)型號(hào)、開(kāi)發(fā)環(huán)境和庫(kù)函數(shù)的不同而有所差異。

spi接口和串口的區(qū)別

SPI接口和串口(Serial Port)是兩種不同的串行通信接口，它們?cè)趹?yīng)用、時(shí)序、協(xié)議和硬件實(shí)現(xiàn)上有很大的區(qū)別。

1. **通信方式**：

- SPI(Serial Peripheral Interface)是一種同步的全雙工通信接口，通過(guò)同時(shí)使用時(shí)鐘信號(hào)和雙向數(shù)據(jù)線進(jìn)行通信。

- 串口是一種異步的通信接口，使用單根數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)使用一個(gè)或多個(gè)控制線進(jìn)行同步。

2. **連線和硬件結(jié)構(gòu)**：

- SPI通常需要4根線進(jìn)行連接：時(shí)鐘線(SCLK)、主設(shè)備輸出從設(shè)備輸入線(MOSI)、主設(shè)備輸入從設(shè)備輸出線(MISO)、片選線(SS)。

- 串口通常需要3根線進(jìn)行連接：數(shù)據(jù)線(TX/RX)、接收數(shù)據(jù)線(RXD)、發(fā)送數(shù)據(jù)線(TXD)，以及地線和可能的控制線(如RTS/CTS)。

3. **應(yīng)用范圍**：

- SPI主要用于芯片與外設(shè)或芯片與芯片之間的高速串行數(shù)據(jù)傳輸，如存儲(chǔ)器、傳感器、外圍設(shè)備等。

- 串口常用于遠(yuǎn)距離通信、外設(shè)連接以及基于ASCII碼的串行通信，如調(diào)試終端、外部模塊通信等。

4. **傳輸速率**：

- SPI通常支持較高的通信速率，因?yàn)槠洳捎猛絺鬏敺绞健⑹褂秒p向數(shù)據(jù)線和硬件輔助。

- 串口通常傳輸速率較低，受到異步通信限制，通常用于低速通信和遠(yuǎn)程通信。

5. **硬件支持**：

- SPI通常需要硬件支持，包括專門的SPI控制器或外設(shè)模塊，以及相關(guān)的引腳和時(shí)鐘。

- 串口一般也需要硬件UART模塊支持，但也有軟件模擬實(shí)現(xiàn)的情況。

SPI接口和串口在通信方式、硬件結(jié)構(gòu)、應(yīng)用范圍和傳輸速率上有較大的差異，開(kāi)發(fā)者在選擇適當(dāng)?shù)拇型ㄐ沤涌跁r(shí)需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求進(jìn)行考量。

spi需要外部上拉電阻嗎

是的，SPI通信中的片選信號(hào)(SS)通常需要外部上拉電阻。片選信號(hào)用于選擇要進(jìn)行通信的設(shè)備，在通信之前將片選信號(hào)拉低，表示選擇目標(biāo)設(shè)備，通信結(jié)束后將其拉高，表示釋放目標(biāo)設(shè)備。

SPI通信中，片選信號(hào)是一個(gè)多設(shè)備共享的信號(hào)線，因此需要通過(guò)外部上拉電阻將片選信號(hào)拉高。當(dāng)片選信號(hào)沒(méi)有被主控設(shè)備拉低時(shí)，上拉電阻會(huì)將該信號(hào)線拉高到邏輯高電平，確保其他未選中的設(shè)備保持非活動(dòng)狀態(tài)。

具體上拉電阻的數(shù)值和連接方式，可以根據(jù)具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和片選信號(hào)的特性進(jìn)行確定。通常建議使用在10kΩ到100kΩ之間的電阻值。同時(shí)要注意，片選信號(hào)線上的上拉電阻與片選信號(hào)線上的其他電阻或電容進(jìn)行區(qū)分，以避免影響信號(hào)的穩(wěn)定性和通信性能。

并非所有的SPI設(shè)備都要求使用片選信號(hào)或外部上拉電阻。一些SPI設(shè)備可能在硬件方面已經(jīng)提供了片選信號(hào)的管理，或者在協(xié)議層面采用了其他方式來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的選擇和通信。