51單片機(jī)——SPI
UART、 I2C 和 SPI 是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的三種通信協(xié)議。
1、初步介紹
SPI 是一種高速的、全雙工、同步通信總線，標(biāo)準(zhǔn)的 SPI 也僅僅使用 4 個(gè)引腳，常用于單片機(jī)和 EEPROM、FLASH、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、數(shù)字信號(hào)處理器等器件的通信。 SPI 通信原理比 I2C要簡(jiǎn)單，它主要是主從方式通信，這種模式通常只有一個(gè)主機(jī)和一個(gè)或者多個(gè)從機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)的 SPI 是 4 根線，分別是 SSEL( 片選，也寫(xiě)作 SCS)、 SCLK( 時(shí)鐘，也寫(xiě)作 SCK)、 MOSI( 主機(jī)輸出從機(jī)輸入Master Output/Slave Input) 和 MISO( 主機(jī)輸入從機(jī)輸出 Master Input/Slave Output)。
SSEL：從設(shè)備片選使能信號(hào)。如果從設(shè)備是低電平使能的話，當(dāng)拉低這個(gè)引腳后，從設(shè)備就會(huì)被選中，主機(jī)和這個(gè)被選中的從機(jī)進(jìn)行通信。
SCLK：時(shí)鐘信號(hào)，由主機(jī)產(chǎn)生，和 I2C通信的 SCL 有點(diǎn)類似。
MOSI：主機(jī)給從機(jī)發(fā)送指令或者數(shù)據(jù)的通道。
MISO：主機(jī)讀取從機(jī)的狀態(tài)或者數(shù)據(jù)的通道。
2、工作模式
SPI 通信的主機(jī)也是我們的單片機(jī)，在讀寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)序的過(guò)程中，有四種模式;
CPOL:Clock Polarity，就是時(shí)鐘的極性。通信的整個(gè)過(guò)程分為空閑時(shí)刻和通信時(shí)刻， 如果 SCLK 在數(shù)據(jù)發(fā)送之前和之后的空閑狀態(tài)是高電平， 那么就是CPOL=1，如果空閑狀態(tài)SCLK 是低電平，那么就是 CPOL=0。
CPHA: Clock Phase，就是時(shí)鐘的相位。
#include
typedef unsigned char uchar;
sbit DS1302_CE = P1 ^ 7;
sbit DS1302_CK = P3 ^ 5;
sbit DS1302_IO = P3 ^ 4;
struct sTime //日期時(shí)間結(jié)構(gòu)體定義
{
unsigned int year; //年
unsigned char mon; //月
unsigned char day; //日
unsigned char hour; //時(shí)
unsigned char min; //分
unsigned char sec; //秒
unsigned char week; //星期
};
/* 發(fā)送一個(gè)字節(jié)到DS1302通信總線上*/
void DS1302ByteWrite(uchar dat)
{
uchar mask;
for (mask = 0x01; mask != 0; mask <<= 1) //低位在前，逐位移出
{
if ((mask & dat) != 0) //首先輸出該位數(shù)據(jù)
{
DS1302_IO = 1;
}
else
{
DS1302_IO = 0;
}
DS1302_CK = 1; //然后拉高時(shí)鐘
DS1302_CK = 0; //再拉低時(shí)鐘，完成一個(gè)位的操作
}
DS1302_IO = 1; //最后確保釋放IO引腳
}
/* 由DS1302通信總線上讀取一個(gè)字節(jié)*/
uchar DS1302ByteRead()
{
uchar mask;
uchar dat = 0;
for (mask = 0x01; mask != 0; mask <<= 1) //低位在前，逐位讀取
{
if (DS1302_IO != 0) //首先讀取此時(shí)的IO引腳，并設(shè)置dat中的對(duì)應(yīng)位
{
dat |= mask;
}
DS1302_CK = 1; //然后拉高時(shí)鐘
DS1302_CK = 0; //再拉低時(shí)鐘，完成一個(gè)位的操作
}
return dat; //最后返回讀到的字節(jié)數(shù)據(jù)
}
/* 用單次寫(xiě)操作向某一寄存器寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)，reg-寄存器地址，dat-待寫(xiě)入字節(jié)*/
void DS1302SingleWrite(uchar reg, uchar dat)
{
DS1302_CE = 1; //使能片選信號(hào)
DS1302ByteWrite((reg << 1) | 0x80); //發(fā)送寫(xiě)寄存器指令
DS1302ByteWrite(dat); //寫(xiě)入字節(jié)數(shù)據(jù)
DS1302_CE = 0; //除能片選信號(hào)
}
/* 用單次讀操作從某一寄存器讀取一個(gè)字節(jié)，reg-寄存器地址，返回值-讀到的字節(jié)*/
uchar DS1302SingleRead(uchar reg)
{
uchar dat;
DS1302_CE = 1; //使能片選信號(hào)
DS1302ByteWrite((reg << 1) | 0x81); //發(fā)送讀寄存器指令
dat = DS1302ByteRead(); //讀取字節(jié)數(shù)據(jù)
DS1302_CE = 0; //除能片選信號(hào)
return dat;
}
/* 用突發(fā)模式連續(xù)寫(xiě)入8個(gè)寄存器數(shù)據(jù)，dat-待寫(xiě)入數(shù)據(jù)指針*/
void DS1302BurstWrite(uchar *dat)
{
uchar i;
DS1302_CE = 1;
DS1302ByteWrite(0xBE); //發(fā)送突發(fā)寫(xiě)寄存器指令
for (i = 0; i < 8; i++) //連續(xù)寫(xiě)入8字節(jié)數(shù)據(jù)
{
DS1302ByteWrite(dat[i]);
}
DS1302_CE = 0;
}
/* 用突發(fā)模式連續(xù)讀取8個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)，dat-讀取數(shù)據(jù)的接收指針*/
void DS1302BurstRead(uchar *dat)
{
uchar i;
DS1302_CE = 1;
DS1302ByteWrite(0xBF); //發(fā)送突發(fā)讀寄存器指令
for (i = 0; i < 8; i++) //連續(xù)讀取8個(gè)字節(jié)
{
dat[i] = DS1302ByteRead();
}
DS1302_CE = 0;
}
/* 獲取實(shí)時(shí)時(shí)間，即讀取DS1302當(dāng)前時(shí)間并轉(zhuǎn)換為時(shí)間結(jié)構(gòu)體格式*/
void GetRealTime(struct sTime *time)
{
uchar buf[8];
DS1302BurstRead(buf);
time->year = buf[6] + 0x2000;
time->mon = buf[4];
time->day = buf[3];
time->hour = buf[2];
time->min = buf[1];
time->sec = buf[0];
time->week = buf[5];
}
/* 設(shè)定實(shí)時(shí)時(shí)間，時(shí)間結(jié)構(gòu)體格式的設(shè)定時(shí)間轉(zhuǎn)換為數(shù)組并寫(xiě)入DS1302*/
void SetRealTime(struct sTime *time)
{
uchar buf[8];
buf[7] = 0;
buf[6] = time->year;
buf[5] = time->week;
buf[4] = time->mon;
buf[3] = time->day;
buf[2] = time->hour;
buf[1] = time->min;
buf[0] = time->sec;
DS1302BurstWrite(buf);
}
/* DS1302初始化，如發(fā)生掉電則重新設(shè)置初始時(shí)間*/
void InitDS1302()
{
uchar dat;
struct sTime code InitTime[] = //2016年5月18日9:00:00 星期二
{
0x2016, 0x05, 0x18, 0x09, 0x00, 0x00, 0x02
};
DS1302_CE = 0; //初始化DS1302通信引腳
DS1302_CK = 0;
dat = DS1302SingleRead(0); //讀取秒寄存器
if ((dat & 0x80) != 0) //由秒寄存器最高位CH的值判斷DS1302是否已停止
{
DS1302SingleWrite(7, 0x00); //撤銷寫(xiě)保護(hù)以允許寫(xiě)入數(shù)據(jù)
SetRealTime(&InitTime); //設(shè)置DS1302為默認(rèn)的初始時(shí)間
}
}
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