avr_spi.txt

AVR单片机SPI接口应用设计,希望对初学者有帮助

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********ATmega128串行接口SPI接口应用设计（主机方式） 					   ********
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********使用的同步串行三线SPI接口，可以方便的连接采用SPI通信协议的外围或另一片AVR单片机，实********
********现在短距离内的高速同步通信。ATmega128的SPI采用硬件方式实现面向字节的全双工3线同步通********
********信，支持主机、从机和2种不同极性的SPI时序，通信速率有7种选择，主机方式的最高速率为1/********
********2系统时钟，从机方式最高速率为1/4系统时钟。 					   ********
********ATmega128单片机内部的SPI接口也被用于程序存储器和数据E2PROM的编程下载和上传。但特别 ********
********需要注意的是，此时SPI的MOSI和MISO接口不再对应PB2、PB3引脚，而是转换到PE0、PE1引脚上********
********（PDI、PDO），其详见第二章中关于程序存储器的串行编程和校验部分的内容。 		   ********
********ATmega128的SPI为硬件接口和传输完成中断申请，所以使用SPI传输数据的有效方法是采用中断********
********方式+数据缓存器的设计方法。在对SPI初始化时，应注意以下几点： 			   ********
********.正确选择和设置主机或从机，以及工作模式（极性），数据传输率； 			   ********
********.注意传送字节的顺序，是低位优先（LSB First）还是高位优先（MSB Frist）； 	   ********
********.正确设置MOSI和MISO接口的输入输出方向，输入引脚使用上拉电阻，可以节省总线上吊高电阻******** 
********下面一段是SPI主机方式连续发送（接收）字节的例程： 				   ********
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#define SIZE 100   
unsigned char SPI_rx_buff[SIZE];   
unsigned char SPI_tx_buff[SIZE];   
unsigned char rx_wr_index,rx_rd_index,rx_counter,rx_buffer_overflow;   
unsigned char tx_wr_index,tx_rd_index,tx_counter,SPI_ok;   

#pragma interrupt_handler spi_stc_isr:18   
void spi_stc_isr(void)   
{   
  SPI_rx_buff[rx_wr_index] = SPDR;   //从ISP口读出收到的字节 
  SPI_ok = 1;                 // SPI 空闲 
  if (++rx_wr_index == SIZE) rx_wr_index = 0;   //放入接收缓冲区，并调整队列指针   
  if (++rx_counter == SIZE)   
  {   
    rx_counter = 0;   
    rx_buffer_overflow = 1;   
  }   
  if (tx_counter)     //如果发送缓冲区中有待发的数据   
  {   
    --tx_counter;   
    SPDR = SPI_tx_buff[tx_rd_index]; //发送一个字节数据，并调整指针   
    if (++tx_rd_index == SIZE) tx_rd_index = 0;   
    SPI_ok = 0;               // SPI 发送工作 
  }   
}   

unsigned char getSPIchar(void)   
{   
  unsigned char data;   
  while (rx_counter == 0);   //无接收数据，等待   
  data = SPI_rx_buff[rx_rd_index];   //从接收缓冲区取出一个SPI收到的数据   
  if (++rx_rd_index == SIZE) rx_rd_index = 0;   //调整指针   
  CLI();   
  --rx_counter;   
  SEI();   
  return data;   
}   

void putSPIchar(char c)   
{   
  while (tx_counter == SIZE);//发送缓冲区满，等待   
  CLI();   
  if (tx_counter || SPI_ok==0 )     //发送缓冲区已中有待发数据   
  {           //或SPI正在发送数据时   
    SPI_tx_buffer[tx_wr_index] = c;   //将数据放入发送缓冲区排队   
    if (++tx_wr_index == SIZE) tx_wr_index = 0;   //调整指针   
    ++tx_counter;   
  }   
  else 
  {   
    SPDR = c;     // 发送缓冲区中空且SPI口空闲，直接放入SPDR由SIP口发送   
    SPI_ok = 0;     // SPI 发送工作 
  } 
  SEI();   
}   

void spi_init(void)   
{   
  unsigned chat temp; 
  DDRB = 0x07;     //MISO=input and MOSI,SCK,SS = output     
  PORTB = 0x08;   //MISO上拉电阻有效   
  SPCR = 0xD5;     //SPI允许，主机模式，MSB，允许SPI中断，极性方式01，1/16系统时钟速率   
  SPSR = 0x00;   
  temp = SPSR;   
  temp = SPDR;   //清空SPI，和中断标志，使SPI空闲   
  SPI_ok = 1;   // SPI 空闲 
}   

void main(void)   
{   
  unsigned char I;   
  CLI();     //关中断   
  spi_init();   //初始化SPI接口   
  SEI();     //开中断   
  while()   
  {   
    putSPIchat(i);     //发送一个字节   
    i++;   
    getSPIchar();     //接收一个字节（第一个字节为空字节）   
    ………   
  }   
}   

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********这个典型的SPI例程比较简单，主程序中首先对ATmega128的硬件SPI进行初始化。在初始化过程********
********中，将PORTB的MOSI、SCLK和SS引脚作为输出，同时将MISO作为输入引脚，并打开上拉电阻。接********
********着对SPI的寄存器进行初始化设置，并空读一次SPSR、SPDR寄存器（读SPSR后再对SPDR操作将自********
********动清零SPI中断标志自动清零），使ISP空闲等待发送数据，置SPI_ok标志为SPI空闲。        ********
********AVR的SPI由一个16位的循环移位寄存器构成，当数据从主机方移出时，从机的数据同时也被移 ********
********入，因此SPI的发送和接收在一个中断服务中完成。在SPI中断服务程序中，先从SPDR中读一个 ********
********接收的字节存入接收数据缓冲器中，再从发送数据缓冲器取出一个字节写入SPDR中，由ISP发送********
********到从机。数据一旦写入SPDR，ISP硬件开始发送数据。下一次ISP中断时，表示发送完成，并同 ********
********时收到一个数据。类似本章介绍的USART接口的使用，程序中putSPIchar()和getSPIchar()为应********
********用程序的底层接口函数（SPI驱动程序是SPI中断服务程序），同时也使用了两个数据缓冲器， ********
********分别构成循环队列。这种程序设计的思路，不但程序的结构性完整，同时也适当的解决了高速 ********
********MCU和低速串口之间的矛盾，实现程序中任务的并行运行，提高了MCU的运行效率。           ********
********本例程是通过SPI批量输出、输入数据的示例，用户可以使用一片ATmega128，将其MOSI和MISO ********
********两个引脚连接起来，构成一个ISP接口自发自收的系统，对程序进行演示验证。需要注意，实  ********
********际接收到的字节为上一次中断时发出的数据，即第一个收到的字节是空字节。               ********
********读懂和了解程序的处理思想，读者可以根据需要对程序进行改动，适合实际系统的使用。如在 ********
********实际应用中外接的从机是一片SPI接口的温度芯片，协议规程为：主机先要连续发送3个字节的 ********
********命令，然后从机才返回一个字节的数据。那么用户程序可以先循环调用putSPIchar()函数4次，********
********将3个字节的命令和一个字节的空数据发送到从机，然后等待一段时间，或处理一些其它的操  ********
********作后，再循环调用getSPIchar()函数4次，从接收数据缓冲器中连续读取4个字节，放弃前3个  ********
********空字节，第4个字节即为从机的返回数据了。                                            ********
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