SPI总线从机接口实时模拟的实现
基于HCSI2单片机SPI的实时显示设计

方 式 , 据传 输 中无 需起 始位 、 止 位 数 停
图 1 MG 4 8 1 4 9的 引脚排 列
W Wenh a o 目 2 0 . W . ei . r C e n cn 06 1 0・
维普资讯
机协 调 工作 ,译码 、扫描 显示都 由 系统设置寄存 器 ,若输入的是 多字节 MC14 9自动 完 成 , 48 无需 单 片机 干 预 , 数 据 , 则被 送 往 显示 寄 存 器 。
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帆
5
每次 只需改变 显示 内容时 才进 行一次
3 位 DS 单 片 机成 为主 流 ,而且 功 2 P型
能模块也越来越丰富 。针对这一特点
我们 将 通 用 的 S I 术 应 用 于MC14 9 P技 4 8 的显 示 控 制 , 同时 也 改进 了用 普通 l / O 口模 拟控 制的 方 法 。
MC 4 8 1 4 9与 H S 2单片机接 口 C 1 软件设计
摘 要 :本文介绍 了多功 能显示驱动器 MC 4 8 14 9与 H S 2系列单片机的接 口应 用开 发设计 ,给 出了两种不 同接 口电路 C 1
叙 述 软 件编 程 的 步骤 ,并 给 出 了相 关的 程序 源代 码 ,经 实验 表 明 S I 讯 具有 更 大 的优 势 。 P通
关键词 :H S 2单片机 ;S I C 1 P ;MC14 9 4 8 ;显示
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spi模拟练习题

spi模拟练习题SPI全称为System Programming Interface,是一种用于连接外设设备与主机之间的接口标准。
SPI是一种同步串行通信协议,常用于嵌入式系统中。
本文将提供一些SPI模拟练习题,以便读者加深对SPI原理和应用的理解。
一、SPI介绍(200字)SPI是一种全双工、同步的串行通信协议,可以在多个主设备和多个从设备之间进行数据传输。
SPI主要由四根线组成,分别是主设备输出(MOSI)、主设备输入(MISO)、时钟线(SCK)和片选线(SS)。
SPI协议采用主从结构,主设备通过片选线选择从设备,并通过时钟线同步数据传输。
二、SPI常见应用(200字)1. 存储器扩展:SPI常用于片上存储器扩展,如Flash存储器、EEPROM等。
主设备通过SPI接口与片上存储器进行数据交互,实现数据的读取和写入。
2. 传感器与控制器通信:很多传感器和控制器都采用SPI接口与主设备进行通信。
例如,温度传感器、加速度传感器、触摸屏控制器等。
3. 外设控制:SPI也可用于外设控制,如LED驱动器、数码管驱动器等。
主设备通过SPI接口发送控制命令,实现对外设的控制。
三、SPI模拟练习题(600字)1. 问题一:SPI主从设备之间的数据传输是全双工还是半双工?请详细解答(100字)2. 问题二:SPI主设备通过什么信号来选择从设备?如何实现多个从设备的选择?(100字)3. 问题三:在SPI传输中,时钟线的信号变化是否会产生数据传输错误的风险?请阐述原因(150字)4. 问题四:SPI传输中,主设备发送数据和从设备接收数据的时钟边沿对齐是为了什么目的?(150字)5. 问题五:如何使用SPI接口读取EEPROM中的数据?请给出步骤和时序图(200字)6. 问题六:假设有一个主设备和两个从设备,如何通过SPI接口同时控制这两个从设备的某个功能?(150字)四、SPI扩展知识(300字)除了基本的SPI通信,还有一些扩展知识值得了解:1. 时钟极性和相位:SPI通信中的时钟极性和相位可以根据从设备的规格进行配置。
使用MCU的GPIO模拟SPI

使用MCU的GPIO模拟SPI在树莓派等单片机(MCU)上,可以使用GPIO模拟SPI(串行外设接口)来与其他设备进行通信。
SPI是一种同步串行数据传输协议,通常用于连接MCU和传感器、显示器、存储器等外设。
以下是使用MCU的GPIO模拟SPI的详细步骤。
1.了解SPI的基本原理:SPI使用四根信号线进行通信,包括时钟(SCLK)、主机输出从机输入(MOSI)、主机输入从机输出(MISO)和片选(SS)。
-SCLK:时钟信号,由主机产生,用于同步数据传输。
-MOSI:主机输出从机输入,主机将数据发送到从机。
-MISO:主机输入从机输出,从机将数据发送到主机。
-SS:片选信号,用于选择从机。
2.确定所需GPIO引脚:根据所连接的设备的要求,选择合适的GPIO引脚作为SCLK、MOSI、MISO和SS。
3. 配置GPIO引脚:在MCU上,使用相应的编程语言和库函数来配置GPIO引脚。
例如,在树莓派上使用Python编程,可以使用RPi.GPIO库进行配置。
4.编写SPI传输函数:编写一个函数来模拟SPI传输。
该函数应包括以下步骤:a.设置SS为低电平,选中从机设备。
b.发送数据比特串:逐位发送MOSI数据,同时接收并保存MISO数据。
c.设置SS为高电平,取消从机设备的选中。
假设我们要发送8位数据,可以使用以下Python代码实现SPI传输函数:```pythonimport RPi.GPIO as GPIOdef spi_transfer(data):GPIO.output(SS, GPIO.LOW) # 选中从机received_data = 0for bit in range(7, -1, -1): # 逐位传输数据#发送MOSI数据GPIO.output(MOSI, (data >> bit) & 0x01)#接收并保存MISO数据received_bit = GPIO.input(MISO)received_data = (received_data << 1) , received_bit#在SCLK上升沿发送和接收数据GPIO.output(SCLK, GPIO.HIGH)GPIO.output(SCLK, GPIO.LOW)GPIO.output(SS, GPIO.HIGH) # 取消从机选中return received_data```5. 通过调用SPI传输函数与从机通信:在应用程序中,根据需要调用SPI传输函数。
基于LabVIEW的SPI串行总线接口的实现

基于LabVIEW的SPI串行总线接口的实现作者:赵骁周斌赵华来源:《现代电子技术》2014年第14期摘要:为了便于具有SPI串行总线接口设备的调试,使用美国国家仪器公司(NI)的标准模块化设备模拟SPI串行总线接口信号;采用图形化编程语言LabVIEW得到数字波形格式的SPI信号,并设计程序对此格式的信号进行解析,利用NI公司的硬件设备实现该信号的输入与输出。
经过实验测试,输出SPI接口信号的频率范围是0.5 Hz~500 kHz,输入的频率范围是0.5 Hz~900 kHz,误差小于10 ns,该方法可以用于SPI串行总线接口设备的调试中。
关键词: SPI接口;串行总线接口; LabVIEW;测试中图分类号: TN710⁃34; TP319 文献标识码: A 文章编号: 1004⁃373X(2014)14⁃0138⁃04Implementation of SPI serial bus interface based on LabVIEWZHAO Xiao1, ZHOU Bin2, ZHAO Hua2(1. Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China; 2. National Space Science Center, Beijing 100190, China)Abstract: In order to debug the device with SPI serial bus interface conveniently, the standard modular device of National Instruments (NI) was used to simulate SPI serial bus interface signals, LabVIEW was used to get the SPI signals in digital waveform format, a program was designed to analysis these signals, and the hardware equipments of NI was utilized to realize the input and output of these signals. The experimental testing result shows that the frequency range of the output signal from the SPI interface is 0.5 Hz to 500 kHz, the input frequency range is 0.5 Hz to 900 kHz, the error is less than 10 ns. This method can be used to debug SPI serial bus interface device.Keywords: SPI interface; serial bus interface; LabVIEW; testingSPI(Serial Peripheral Interface)[1]总线技术是Motorola公司提出的一种同步串行外设接口,是接线简单、通信效率高、全双工、同步的通信总线。
运用4个普通IO口模拟SPI程序等

运用 4 个普通 I/O 口模拟 SPI 程序源代码
/******************************************************************** 函 数 名:uchar SpiReadWrite(uchar dat) 功 能:SPI 发送接收一个数据 说 明: 调 用: 入口参数: 出口参数: ***********************************************************************/ uchar SpiReadWrite(uchar dat) { uchar i,temp; temp=0; SCK=0; _nop_(); for(i=0;i<8;i++) { if(dat & 0x80) { MOSI=1; }
SPI、I2C、UART三种串行总线的区别

SPI、I2C、UART三种串行总线的区别第一个区别当然是名字:SPI(Serial Peripheral Interface:串行外设接口);I2C(INTER IC BUS:意为IC之间总线)UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter:通用异步收发器)第二,区别在电气信号线上:SPI总线由三条信号线组成:串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。
SPI总线可以实现多个SPI设备互相连接。
提供SPI串行时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master),其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。
主从设备间可以实现全双工通信,当有多个从设备时,还可以增加一条从设备选择线。
如果用通用IO口模拟SPI总线,必须要有一个输出口(SDO),一个输入口(SDI),另一个口则视实现的设备类型而定,如果要实现主从设备,则需输入输出口,若只实现主设备,则需输出口即可,若只实现从设备,则只需输入口即可。
I2C总线是双向、两线(SCL、SDA)、串行、多主控(multi-master)接口标准,具有总线仲裁机制,非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。
在它的协议体系中,传输数据时都会带上目的设备的设备地址,因此可以实现设备组网。
如果用通用IO口模拟I2C总线,并实现双向传输,则需一个输入输出口(SDA),另外还需一个输出口(SCL)。
(注:I2C资料了解得比较少,这里的描述可能很不完备)UART总线是异步串口,因此一般比前两种同步串口的结构要复杂很多,一般由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、UART发送器组成,硬件上由两根线,一根用于发送,一根用于接收。
显然,如果用通用IO口模拟UART总线,则需一个输入口,一个输出口。
第三,从第二点明显可以看出,SPI和UART可以实现全双工,但I2C不行;第四,看看牛人们的意见吧!wudanyu:I2C线更少,我觉得比UART、SPI更为强大,但是技术上也更加麻烦些,因为I2C需要有双向IO的支持,而且I2C使用上拉电阻,我觉得抗干扰能力较弱,一般用于同一板卡上芯片之间的通信,较少用于远距离通信。
基于SPI的双DSP通信协议研究

基于SPI的双DSP通信协议研究【摘要】提出了改进型SPI(Serial Peripheral interface,串行外围设备接口)协议,在标准SPI协议的基础上,增加了SPI从机主动发起通信的功能,并能指示数据/指令传输,设计了可靠的“帧”格式,帧带有序号和CRC校验,具有完善的出错重传机制。
基于该SPI接口协议,设计了TMS320DM642和TMS320C6747之间的SPI通信接口,给出了接口电路设计和工作流程,并应用到课题组设计的水声通信机中。
【关键词】SPI协议;双DSP通信;TMS320DM642;TMS320C67471.引言在水声通信机的设计中,经常是由一个处理器进行唤醒检测、AGC(自动增益控制)、A/D(模拟-数字转换)、D/A(数字-模拟转换)等工作。
另外一个处理器负责信号调制、解调、纠错编码/解码等复杂计算。
在我们的水声通信机设计中,前端采用低功耗的TMS320C6747浮点DSP,进行数据预处理;后端采用高性能的TMS320DM642定点DSP,进行复杂计算。
这就需要双DSP分工协作,共同完成系统整机的功能。
不可避免的,将涉及到双DSP之间大量的指令和数据交互操作。
我们希望采用灵活的架构,简洁的接口连线,简单的控制协议,实现高可靠和高效率的指令与数据双向传输,通过大量的实验,我们最终选择了SPI协议,并对典型的SPI协议进行了改进。
典型的水声通信机的架构如图1所示。
图1 典型水声通信机的架构在我们的设计中,“处理器A”选用了低功耗的TMS320C6747浮点DSP,“处理器B”选用了高性能的TMS320DM642定点DSP。
在实际系统中,根据水声通信机的不同工作频段和运算能力要求,处理器A也可选择FPGA/CPLD或者低功耗单片机;处理器B也可选择不同运算能力的DSP、ARM或者FPGA。
2.SPI协议SPI(Serial Peripheral Interface,串行外围设备接口)是Motorola公司于2000年提出的一种串行接口协议。
(完整)spi总线协议详细说明

SPI总线原理与应用篇《电子制作》2008年9月站长原创,如需引用请注明出处大家好,通过以前的学习,我们已经对51单片机综合学习系统的使用方法及学习方式有所了解与熟悉,学会了使用IIC总线的基本知识,体会到了综合学习系统的易用性与易学性,这一期我们将一起学习SPI总线的基本原理与应用实例。
先看一下我们将要使用的51单片机综合学习系统能完成哪些实验与产品开发工作:分别有流水灯,数码管显示,液晶显示,按键开关,蜂鸣器奏乐,继电器控制,IIC总线,SPI 总线,PS/2实验,AD模数转换,光耦实验,串口通信,红外线遥控,无线遥控,温度传感,步进电机控制等等。
主体系统如图1所示,其配套书本教程《单片机快速入门》如图2所示。
图1 51单片机综合学习系统主机部分图片图2 51单片机综合学习系统配套书本教程——《单片机快速入门》上图是我们将要使用的51单片机综合学习系统硬件平台,如图1所示,本期实验我们用到了综合系统主机、板载的AT93C46芯片,综合系统其它功能模块原理与使用详见前几期《电子制作》杂志及后期连载教程介绍。
SPI总线简介SPI总线基本概念SPI ( Serial Peripheral Interface ———串行外设接口) 总线是Motorola公司推出的一种同步串行接口技术。
SPI总线系统是一种同步串行外设接口,允许MCU 与各种外围设备以串行方式进行通信、数据交换。
外围设备包括FLASHRAM、A/ D 转换器、网络控制器、MCU 等。
SPI,是一种高速的,全双工,同步的通信总线,并且在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,同时为PCB的布局上节省空间,提供方便,正是出于这种简单易用的特性,现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。
其工作模式有两种:主模式和从模式。
SPI是一种允许一个主设备启动一个从设备的同步通讯的协议,从而完成数据的交换。
也就是SPI是一种规定好的通讯方式。
这种通信方式的优点是占用端口较少,一般4根就够基本通讯了(不算电源线)。
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SPI总线从机接口实时模拟的实现
收稿日期:2005-09-15
作者简介:郭静华(1976-),女,黑龙江人,硕士研究生,研究方向为电子技术在农业中的应用。
zhongguoguojinghua@126.com
*通讯作者E-mail:ouyangbl@126.com
郭静华,欧阳斌林*
(东北农业大学工程学院,哈尔滨
150030)
摘要:MCS51系列单片机由于不带SPI串行总线接口而限制了其在SPI总线接口器件的使用。
文章介绍了
SPI串行总线的特征和时序,并以双CPU通信为例,给出了在51系列单片机上利用中断实现SPI串行总线通信的
方法和软件设计程序,从机在实现SPI接口同时还可以完成其他操作任务。
关键词:SPI总线;中断系统;89C52单片机中图分类号:TP23
文献标识码:A
SPI
(Serialperipheralinterface)总线是Motorola公司提出的一个同步串行外设接口,用于CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。
SPI可以同时发出和接收串行数据,它只需4条线就可以完成MCU与各种外围器件的通讯。
这些外围器件可以是简单的TTL移位寄存器,复杂的LCD显示驱动器,A/D、D/A转换子系统或其他的
MCU[1]。
利用SPI总线可在软件的控制下构成各种系统。
如1个主MCU和几个从MCU、几个从MCU相互连接构成多主机系统(分布式系统)、1个主
MCU和1个或几个从I/O设备所构成的各种系统
等。
在大多数应用场合,可使用1个MCU作为主控机来控制数据,并向1个或几个从外围器件传送该数据。
从器件只有在主机发命令时才能接收或发送数据,其数据的传输格式是高位(MSB)在前,低位(LSB)在后。
一般而言,SPI总线接口主要用于主从分布式的通信网络,只需4根I/O接口线,即可完成主从总线之间的数据通信。
这4根接口线分别为:时钟线
(SCLK)、数据输入线(MOSI)(主机输出从机输入)、数据输出线(MOSO)(主机输入从机输出)、片选线
(SS)。
根据时钟和触发不同SPI总线可以分为4种,图1是其中一种SPI工作时序。
1系统介绍
MCS51等系列单片机由于不带SPI串行总线接
口而限制了其在SPI总线接口器件的使用,但可以使用软件来模拟SPI的操作,包括串行时钟、数据输入和数据输出[2]。
本文所介绍的SPI总线实时系统既是在89C52单片机之间实现SPI总线串行通信的功能。
系统结构见图2。
重点介绍从机SPI的实现。
主CPU的P3.4(选通线)接到从机的INT0口,P3.5
(时钟线)接到从机的INT1口。
选通和时钟都采用中断方式,以提高系统的实时性能。
图1SPI时序
Fig.1TheSPIworksequence
图2系统结构
Fig.2Systemstructure
第38卷第5期东北农业大学学报38(5):669 ̄671
2007年10月JournalofNortheastAgriculturalUniversity
Oct.2007
文章编号
1005-9369
(2007)05-0669-
03
图4从机的SPI程序流程
Fig.4SPIProgramblockoftheslavecomputer
1.1主从机通信协议
主从机均工作在方式2,主机定时向从机发中
断进行初始化或接收所需数据,从机采用中断方式,SS由从机的外中断0实现响应,CLK由从机的外中断1实现响应。
主机和从机之间每次作业为
5个字节。
所完成的任务都被定义为不同的命令
字,一个命令字代表CPU将要完成的一种任务。
主机要发出(即下传)一帧数据对从机的某些功能进行设置,数据帧的第1个字节是命令字,随后3个字节是数据,第5个字节是总和校验。
从机上传时数据帧的前4个字节为数据位,第5个字节是命令字。
1.2系统软件设计
程序流程见图3。
本文主要介绍SPI中外中断
及实时性的应用,所以,对主机的软件不做详细介绍,从机的两个外中断流程见图4。
图3
主机的SPI程序流程
Fig.3
TheflowofSPIhostcomputerprogram
从机的初始化过程(即主机输出,从机输入):从机首先响应外中断0,完成位变量、字节变量初使化;接着响应外中断1,每响应一个外中断1就是一个CLK,在CLK的下降沿完成1bit数据的接收,1bit接收结束后,对是否完成8bit进行判断,若已经完成8bit的数据的接收,字节指针++,对是否完成5个字节的接收进行判断,若完成则数据帧结束标志Flag_com置1;若8bit的接收尚未完成,继续接收下一
个bit。
从机上传数据和接收数据的中断响应过程是一样的,因此不再介绍。
2系统实时性体现
本系统的另一个重要特征就是系统的实时性,
即从机响应外中断0和外中断1时,不影响从机的其他操作。
具体体现在对温度的采集、及送LED显示。
从机的主程序流程见图5。
·670·东北农业大学学报第38
卷
TheimplementationofSPIbusslavecomputerinterface
realtimesimulation
GUOJinghua,OUYANGBinlin
(EngineeringCollege,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China)
Abstract:DuetonoSPIserialbusinterfaceinMCS51scm,MCS51scmcouldn'tuseSPIbusinterfaceapparatuses.ThepaperfirstlyintroducedthecharacteristicandSequenceofSPIserialbus.TakedoubleCPUcommunicationasexample,thepaperimplementedSPIserialbusinterfacecommunicationmakinguseofinterruptonMCS51scm.Thenthepapershowedthemethodandsoftwaredesignprogram.TheslavecomputercouldimplementSPIinterfaceandotheroperationtasks.
Keywords:SPIbus;interruptionsystem;89C52scm
由上可知,从机响应外中断的同时可以利用
18B20采温度、送LED显示或控制I/O口。
而且SPI接口数据的处理、系统4路温度的采集及显
示,循环往复,互不影响,从而实现了从机的实时性。
3结论
本文利用89C52单片机完成了从机的SPI接口的设计。
片选和时钟都采用外中断方式提高了系统对数据的实时采集性能,而且附加的通信协议增强了通信的可靠性。
另外由于采用模块化设计,可以根据从机的情况灵活地配置系统,提高设计的可靠性,且89C52芯片价格便宜,因此具有较高的性价比。
经调试后,系统可完成SPI接口、数据采集
及显示且相互之间不会冲突,达到了预期目的。
[
参
考
文
献
]
[1]马忠梅,籍顺心,张凯,等.单片机的C语言应用程序设计[M].
北京:北京航空航天大学出版社,1998.
[2]宗光华,李大寨.多单片机系统应用技术[M].北京:国防工业出版
社,2003.
图5
从机的程序流程
Fig.5Theflowoftheslavecomputerprogram
郭静华等:SPI总线从机接口实时模拟的实现·671·
第5
期。