《spi接口及应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《spi接口及应用（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、SPI 串行接口及应用1、LED数码管显示原理 2、同步串行接口SPI 3、SPI 接口芯片MAX7219 4、 MAX7219数码管显示应用ABCDEFGDpABCDEFGDpabcdefgdpD0D1D2D3D4D5D6D7工作原理12.2 字符显示技术ABCDEFGDpabcdefgdpD0D1D2D3D4D5D6D7D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 数 dp g f e d c b a 编码 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0x3f 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0x06 20 1 0 1 1 0 1 1 0x5b 30 1 0 0 1 1 1 1 0x4f 4
2、0 1 1 0 0 1 1 0 0x66 50 1 1 0 0 0 1 0 0x62 60 1 1 1 1 1 0 1 0x7d 70 0 0 0 0 1 1 1 0x07 80 1 1 1 1 1 1 1 0x7f 90 1 1 0 1 1 1 1 0x6f A 0 1 1 1 0 1 1 1 0x77 B 0 1 1 1 1 1 0 0 0x7c C 0 0 1 1 1 0 0 1 0x39 D 0 1 0 1 1 1 1 0 0x57 E 0 1 1 1 1 0 0 1 0x79 F 0 1 1 1 0 0 0 1 0x71 - 0 1 0 0 0 0 0 0 0X40 字符编码COM动
3、态扫描显示PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7PD7 PD6 PD5 PD4ATmega16显示程序设计#include #include char z_biao =0x3f, 0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00 /字形表 char ledbuff =1,0,1,2,3 /其中第一个数是当前显示位，后面个数依次显示在个位上 void display() if (ledbuff0=1)PORTB=z_biaoledbuff1;PORTD=0X7F;else if (ledbuff0=2)PORTB=z_bi
4、aoledbuff2;PORTD=0XBF;else if (ledbuff0=3)PORTB=z_biaoledbuff3;PORTD=0XDF;else if (ledbuff0=4)PORTB=z_biaoledbuff4;PORTB=0XEF; ledbuff0+; if(led04)ledbuff0=1; void main() int x=7645;DDRB=0XFF;DDRD=0XFF;/显示x的值ledbuff0=1;ledbuff1=x/1000%10;ledbuff2=x/100%10;ledbuff3=x/10%10;ledbuff4=x%10;while(i-)disp
5、lay();delay_ms(1); SPI接口的全称“Serial Peripheral Interface“意为串行外围接口,是Motorola首先在其 MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口一种同步串行外设接口，有信号线少 、协议简单、传输速度快的特点，因此有不少外 围器件都采用SPI总线，如Flash RAM、A/ D转换 器、LED显示器、MCU以及计算机网络等。MCU中的SPI接口通过配置可与各个厂家生产 的多种标准外围器件直接连接。 8.1 SPI 原理 SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同 步串行数据传输,在主器件的移位脉冲下,数据按 位传输,高位在前,地位在后
6、,为全双工通信,数据 传输速度总体来说比I2C总线要快,速度可达到几 Mbps。 SPI接口是以主从方式工作的,这种模式通常 有一个主器件和一个或多个从器件,其接口包括以 下四种信号：（1）MOSI 主器件数据输出,从器件数据输入 （2）MISO 主器件数据输入,从器件数据输出 （3）SCLK 时钟信号,由主器件产生 （4）/SS 从器件使能信号,由主器件控制SPI 接口原理 SPI 8位移位寄存器MSBLSB主机SPI 8位移位寄存器MSBLSB从机MISOMISOMOSIMOSISPI时钟发生器SCKSCK /SS/SS VCC图8-1 SPI主/从CPU内部连接主/从CPU的SPI数据传
7、输 ATMEGA16 SPI引脚配置 当SPI被设置成允许时，MOSI（PB5）、MISO（PB6） 、SCK（PB7）和/SS（PB4）引脚的数据方向，按表8-1 中来配置。引脚方向（主SPI）方向（从SPI）MOSI（PB5）（用户户定义义）输输出输输入MISO（PB6）输输入（用户户定义义）输输出SCK（PB7）（用户户定义义）输输出输输入/SS（PB4）（用户户定义义）输输出输输入8.1.2 /SS引脚功能当SPI被配置为主机时（SPI控制寄存器SPCR的MSTR位置1），用 户可以决定/SS引脚的方向。若/SS引脚被设置为输出，该引脚将作为 通用输出口，而不影响SPI系统（通常用于驱
8、动从机的/SS引脚）；如 果/SS被设置为输入，则/SS必须保持为高电平来保证主机SPI的操作 。如果在主机模式下，/SS引脚为输入，而且被外设电路置低，则该 系统认为另外的主机选择该SPI为它的从机并开始对它传递数据。因 此，在主机模式下使用中断方式来驱动SPI发送时，存在/SS被置低的 可能。因此在中断程序中，应随时检查MSTR位是否为“1”，一旦发现 MSTR位被从机清“0”，则必须由用户再次将其置位，以恢复SPI的主 机方式。 当SPI被配置为从机时，/SS总是作为输入口。当/SS被外部置低时， SPI功能被激活，MISO变为输出口（如果被用户配置为输出口时）， 而其他成为输入。如果/
9、SS被置“1”后，所有相关引脚都为输入口，同 时SPI处于禁止状态不接收任何数据。8.1.3 与SPI接口相关的寄存器 SPI控制寄存器SPCR SPIE SPE DORD MSTR CPOL CPHA SPR1 SPR0位7（SPIE）：SPI中断使能 位6（SPE）：SPI使能当该位置1时，SPI功能被激活。要使能SPI的任何操作，必须设置该位。 位5（DORD）：数据移出顺序当DORD=1时，数据传送的顺序为LSB（低位）被首先传送；当DORD=0 时，数据的MSB（高位）被首先传送。 位4（MSTR）：主/从机选择当MSTR=1时，选择主机SPI模式；MSTR=0时，选择从机SPI模式
10、。 位3（CPOL）：时钟（SCK）极性选择当该位被设置为“1”时，SCK在闲置时是高电平；当CPOL为“0”时，SCK在 闲置时是低电平。 位2（CPHA）：时钟（SCK）相位选择CPHA位的设置决定了串行数据的锁存采样是在SCK时钟的前沿还是在 SCK时钟的后沿。 位1、0（SPR1、SPR0）：时钟速率选择位SPI状态寄存器SPSR SPIF WCOL SPI2X 位7（SPIF）：SPI中断标志位当串行传送完成时SPIF位被置“1”，且若SPCR中的SPIE=1、全局 中断使能位I=1，则产生中断。如果/SS被设置为输入且在SPI是主机模式时 被外部拉低，此时将设置SPIF标志。SPI
11、F标志位的属性为只读，清零SPIF 有两种方式： 硬件方式。MCU响应SPI中断，转入相应中断程序的同时，SPIF位由 硬件自动清“0”。 软件方式。先读取SPI状态寄存器SPSR（读SPSR的操作将会自动清 除SPIF位），紧接着对SPI数据寄存器SPDR的操作处理。 位6（WCOL）：写冲突标志位如果在SPI接口的数据传送过程中，对SPI的数据存储器SPDR写入 数据，将会置位WCOL。清零WCOL标志只能通过软件方式：先读取SPI状 态寄存器SPSR（读SPSR的操作将会自动清除SPIF位和WCOL位），然后 再进行对SPI数据寄存器SPDR的操作处理。 位5、4、3、2、1：保留在AT
12、mage16中，这几位保留，读出为“0”。 位0（SPI2X）：倍速SPISPI数据寄存器SPDRMSB LSB7 6 5 4 3 2 1 0 SPI数据寄存器可以读/写的寄存器，其内容 是移位寄存器之间传送的数据。写数据到 SPDR是初始化数据传送，而读SPDR寄存器 时，读到的是移位寄存器接收缓冲区中的值。CVAVR SPI 初始化设置123456789101112 131415161718192021222324CLKSEGASEGFSEGBSEGGISETV+SEGCSEGESEGDPSEGDDOUT DINDIG0DIG4GNDDIG6DIG2DIG3DIG7GNDDIG5DIG1L
13、OAD图8-2 MAX7219引脚图8.2.1 7219显示控制芯片MAX7219引脚及功能 引 脚名 称功 能1DIN串行数据输入，在CLK的上升沿，移入内部移位寄存器4，9GND地线，两个地引脚必须连在一起13CLK时钟输 入，最高频率10MHz，在CLK的上升沿，移入内部16 位移位寄存器中；在CLK的下降沿，数据从OUT输出12LOAD数据装载，输入，在LOAD上升沿，移位寄存器接收的数据 被锁存 2，3，58，10， 11DIG0DIG78位数字驱动线 ，输出，它从显示器吸入电流1417，2023SEGASEGG， SEGDPLED七段码和小数点驱动器，供给LED电流18ISET在ISET与V+之间接RSET电阻，建立LED峰值段电流19V+电源输入端24DOUT串行数据输出，DIN数据16，5个CLK周期后出现在DOUT端MAX7219工作原理 MAX7219采用串行接收数据，在传送的串行数据中包含有 RAM的地址。按照时序要求，单片机将16位二进制数逐位发 送到DIN端，在CLK上升沿到来之前DIN必须有效，在CLK的 每个上升沿，DIN被串行逐位移入MAX7219内部的16位串行 寄存器中。设最先移入的数据是D15，最后移入的数据是D0， 则数据格式如下：显示数据或控制字RAM或SFR地址D15 D14
