1、SPI简介

ME32F030支持扩展的 SPI (Serial Peripheral interface)接口，它可以支持标准的 SPI 操作，兼容 4 线的 SSI (SynchronousSerial Interface )。该接口允许多主、从机总线模式，但同一时刻，只有一个主/从机在发送数据。数据传输支持 4 位 到 16 位全双工模式。外设时钟(SPI_PCLK)由系统时钟(system clock)提供，并受控于 SYSAHBCLKDIV 寄存器。主要功能如下：

•支持标准的SPI，兼容4线的SSI

•同步串行通信

•支持主/从机模式

•深度为8帧的先进先出FIFO(First In First Out)缓存器

•每帧数据长度4位到16位

SPI由4个管脚负责通信，分别是：

SCK：同步主机和从机的时钟，由主机输出时钟。

SSEL：片选线，由主机决定使能要通信的从机，同一时间只能选中一个从机。

MISO：主机输入，从机输出数据。

MOSI：从机输入，主机输出数据。

SPI管脚的具体功能如下图所示：

图1

2、SPI寄存器

在单片机的开发过程中，我们可能都用过模拟串口。同理SPI也是可以通过端口来模拟实现的，但是笔者并不推荐这么做。因为SPI外设的SCK主频一般都是M级别以上，通过端口模拟的话，时序要求较高，模拟SPI通信的可靠性不如硬件SPI稳定。因此还是推荐优先使用单片机提供的硬件SPI。ME32F030就有一系列寄存器来实现SPI功能，其包含的寄存器如图所示：

图2

2-1 SPI控制寄存器0

控制寄存器0用来选择总线类型、数据大小、SPI时钟时序类型。实际应用中通常都是按字节为单位传输数据，数据大小选择8位传输即可。这里要注意一下，时钟极性和时钟相性的选择，这个要与SPI从机的时钟的相性和极性相匹配，否则SPI通信会出现数据错位、字节发送失败等情况。

图3

2-2 SPI控制寄存器1

此寄存器控制 SPI 控制器的使能、模式选择等功能。具体见下面的表格。

图4

2-3 SPI数据寄存器

软件可向该寄存器写入要发送的数据，并读取已接收的数据。

写：当状态寄存器中的 TNF 位为 1 (指示 Tx FIFO 未满)时，软件就可以将要在后续帧中发送的数据写入该寄存器。如果 Tx FIFO 先前为空且总线上的 SPI 控制器空闲，则将立即开始发送数据。否则，一旦先前所有的数据都已发送(和接收) ，即会发送写入该寄存器的数据。如果数据长度小于 16 位，则软件必须使写入该寄存器的数据向右对齐。

读：只要状态寄存器中的 RNE 位为 1 (指示 Rx FIFO 未空)，软件就可以从该寄存器读取数据。当软件读取该寄存器时， SPI 控制器返回 Rx FIFO 中最早接收到的帧数据。如果数据长度小于 16 位，则使此字段的数据向右对齐，更高阶位用 0 填充。

2-4 SPI状态寄存器

该只读寄存器反映 SPI 控制器的当前状态，并作出相应的操作。

图5

2-5 SPI时钟分频器寄存器

该寄存器用于产生 SPI 时钟频率。 SPI 时钟频率通过对 SPI 外设时钟(SPI_PCLK) 进行分频而取得。。

图6

2-6 SPI中断屏蔽控制寄存器

该寄存器控制是否启用 SPI 控制器中 4 个可能的中断条件。分别是接收溢出中断、接收超时中断、Rx FIFO半满中断、Tx FIFO半满中断。

2-7 SPI原始中断状态寄存器

不论中断屏蔽寄存器是否屏蔽中断，只要出现有效的中断条件，该只读寄存器都会在相应的中断位置包含 1。

图7

2-8 SPI中断寄存器

该寄存器为只读寄存器。当中断条件出现且相应的中断在中断屏蔽寄存器中使能时，该寄存器中对应的位为 1。当出现 SPI 中断时，中断服务程序可读取此寄存器以确定中断的原因，随后进行相应的操作。

图8

2-9 SPI中断清除寄存器

软件可向该只写寄存器相应位写入 1 以清除 SPI 控制器的中断。对应 FIFO 空/满中断，可通过写入或读取相应的 FIFO 清除，或通过清除中断屏蔽寄存器中的相应位将其禁用。

图9

3、SPI驱动函数

在LIB->common->Drivers->Source文件夹内提供有spi.c文件，这个就是spi的库函数文件。笔者对每段函数做了下注释，便于大家理解。

3-1 SPI功能初始化

该函数用于SPI的初始化，首先是对SPI外设时钟使能、复位操作。随后设置SPI时钟主频、选择主机/从机模式、设置数据位宽等操作。

Framemode：工作模式选择，SPI_FRAME 或 SSS_FRAME。

Bitwidth：数据位宽，支持4-16位宽度。

Master：主机/从机模式选择。

Spionlymode：设置时钟相性和时钟极性，支持SPI_MODE0 ~ SPI_MODE3。

Freq：SPI时钟主频

void SPI_Open(uint8_t framemode, uint8_t bitwidth, uint8_t master,               uint8_t spionlymode,uint32_t freq){volatile uint32_t temp=0;//使能SPI时钟SYSCON->SYSAHBCLKCTRL_b.SPI_CLK=1;//复位SPI模块SYSCON->PRESETCTRL_b .SPI_RST_N =0;while(temp++<0x0F);SYSCON->PRESETCTRL_b .SPI_RST_N =1;//设置SPI时钟主频temp=SystemCoreClock/freq;if (temp>255)temp=255;SPI->CPSR_b.CPSDVSR=temp;//选择SPI/SSI模式SPI->CR0_b.FRF=framemode;//设置数据位宽SPI->CR0_b.DSS=bitwidth-1;//选择主机/从机模式if (master==SPI_MASTER)SPI->CR1_b.MS=0;elseSPI->CR1_b.MS=1;//选择SPI的时钟相性 和 时钟极性SPI->CR0_b.CPOL=spionlymode;SPI->CR0_b.CPHA=spionlymode>>1;temp=0;while(temp++<0xFF);//使能SPI片选SPI->CR1_b.SSE=1;return;}

3-2 SPI功能关闭

这个函数用于关闭SPI功能，调用该函数可关闭SPI的时钟。

void SPI_Close(void){               //关闭SPI时钟               SYSCON->SYSAHBCLKCTRL_b.SPI_CLK=0;return;}

3-3 SPI清空FIFO

void SPI_ClearFIFO(void){//等待 TX FIFO 空while(SPI_TX_FIFO_Not_Empty);//清空 RX FIFOSPI->CR1_b.RSFR=1;SPI->CR1_b.RSFR=0;return;}

3-4 SPI读写函数

该函数集合SPI的读和写功能，是实现和SPI外设通信的基本函数。

void SPI_SingleWriteRead(uint16_t *data){//等待 TX FIFO 空while(SPI_TX_FIFO_Not_Empty);//清空 RX FIFOSPI->CR1_b.RSFR=1;SPI->CR1_b.RSFR=0; //SPI->DR=*data; //等待 TX FIFO 空while(SPI_TX_FIFO_Not_Empty); //从 FIFO读取接收数据*data=SPI->DR;return;}

3-5 SPI使能中断

可以使能的中断类型有：接收FIFO满中断、接收FIFO非空中断、接收FIFO半满中断、发送FIFO半空中断。

void SPI_EnableInt(uint8_t inttype){SPI->IMSC |= inttype;return;}

3-6 SPI关闭中断

void SPI_DisableInt(uint8_t inttype){SPI->IMSC &= ~inttype;return;}

3-6 SPI清除中断标志

void SPI_ClrInt(void){SPI->ICR_b.RORIC;}