SPI协议及IO模拟

SPI协议

SPI协议网上资料比较多，但是也比较乱，当初在网上搜集的错误资料导致现在比较混乱。

SPI协议资料比较正规的是：

1.SPI的规约协议英文文档，例如《摩托罗拉spi协议规范》

2.许多IC的datasheet中关于SPI协议的介绍

下图摘自《摩托罗拉spi协议规范》：

1. CPOL和CPHA的描述和定义
   
   
   
   注意画线部分的描述：第一个边沿锁存(或者叫采样)，第二个边沿发送，注意，发送的是之前锁存好的。
2. 时序图
   
   
3. 工作模式的定义
   
   
   
   上图《Application Note MLX90363 Getting Started Guide》中关于SPI协议的相关介绍，可以得出SPI 模式0-3的定义

总结：

• CPHA=0，第一个跳变沿采样，第二个跳变沿传送。CPHA=1，则反之。
• CPOL=0，表示空闲为低电平，CPOL=1，则反之

• 模式	CPOL	CPHA
  0	0	0
  1	0	1
  2	1	0
  3	1	1

  IO口模拟

  模拟的关键点主要是对采样和发送的理解，例如以模式1为例，根据前面介绍可以得知上升沿发送，下降沿采样。
  
  关键点：

  • 上升沿发送。需理解电平从低到高也是时间的。上升沿发送标准的是，在低电平上升至1/2高电平时进行发送，所以如果是软件模拟，必须是SCL=1后，不要有任何时延，立即拉低或拉高Data口。例图：1/2处发送
  • 下降沿采样。同理也是高电平下降至1/2除，不要有任何时延，立即读取Data口
  • 开始和结束时的设置，以Mode1为例，应该在CS有效之前拉低SCLK半个时钟，结束之后在CS无效之前拉低SCLK半个时钟。CS有效之后应延时半个时钟，CS无效之后也应延时半个时钟

  代码如下

  //-最小为10-
  #define N_Delay    20
  unsigned char SPI_Send(unsigned char Data)
  {
      int i = 0;
      unsigned char RecvByte = 0;
  
      COMM_CLK_L();
      SPI_Delay(N_Delay);
      COMM_CS_L();
      SPI_Delay(N_Delay);
  
      for (i = 0; i < 8; i++)
      {
          //-发送-
          COMM_CLK_H();
          if ((Data & 0x80) != 0)
          {
              COMM_MOSI_H();
          }
          else
          {
              COMM_MOSI_L();
          }
          Data <<= 1;
          SPI_Delay(N_Delay);
  
          //-接收-
          COMM_CLK_L();
          if (COMM_MISO_Get() != 0)
          {
              RecvByte |= 0x01 << (7 - i);
          }
          SPI_Delay(N_Delay);
  
      }
      COMM_CLK_L();
      SPI_Delay(N_Delay);
      COMM_CS_H();
      SPI_Delay(N_Delay);
      return RecvByte;
  }
  

  产生的波形如图：