SPI接口详细介绍

SPI（Serial Peripheral Interface）串行外围模块接口是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的，它是一种同步的高速串行通信协议。它可以使单片机与外围模块之间进行数据交换，比EEPROM,Flash,实时时钟，AD转换，数字信号处理器和数字信号解码器之间交换数据，同时应用比较多的是用来作为按键等外设的扩展。SPI总线系统是一种同步串行外设接口；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。SPI有主从两种工作方式，可以工作在3线或者4线模式下。

MSP430单片机特点：（1）SPI模式支持3线和4线模式；（2）支持主机与从机模式；（3）接收和发送有各自的发送移位寄存器和缓冲器；（4）接受和发送都有的中断能力；（5）移位时钟的极性和相位可编程；（6）字符长度可以是7位或者8位。

当Msp430 USART模块控制器UxCTL的位SYNC置位时，USART模块工作于同步模式，对于149即工作于SPI模式，若是169，USART0可以支持I2C，可以通过另一控制位I2C控制，I2C位0则工作于SPI。在SPI模式下，允许单片机以确定的速率发送和接收7位或8位数据。

同步通信与异步通信类似；同步通信和异步通信寄存器资源一致，具体寄存器的不同位之间的功能存在差异；具体寄存器内容参见TI提供的用户指南。 USART模块的SPI操作可以是3线和4线，其信号如下：

SIMO：从进主出，主机模式下，数据输出；从机模式下，数据输入。 SOMI：从出主进，主机模式下，数据输入；从机模式下，数据输出。 UCLK：USART SPI模式时钟，信号有主机输出，从机输入。CLK时钟只

能由主机提供。

STE：从机模式发送接收允许控制脚，用于4线模式，控制多主从系统中多

个从机，避免发生冲突。

1.SPI的逻辑功能结构：

2.SPI的工作模式：

（1）主机模式（大多数情况下使用此模式）

SPI工作在全双工下，即主机发送的同时也接收数据，传输的速率由编程决定。4线SPI模式用附加数据线，允许从机数据的发送和接收。

当控制寄存器UxCTL当中的MM=1时，USART工作在SPI主机模式下，与另外一从机连接如上图所示。

在发送端，SPI通过UCLK控制串行通信，当数据写入发送缓冲器UxTXBUF，并行加载到发送移位寄存器TSR当中，立即开始发送数据，在第一个UCLK周期，SIMO移出数据，经过8个时钟周期吧8位的数据发送到从机当中，其中最高有效位先发送，达到通信目的。

在接收端，SIMO的数据以先高后低的顺序接收，接收到数据右对齐，当8位数据接收完之后，有移位寄存器并行移入接收缓冲器UxRXBUF当中,并将接收中断标志位置位，表明接收缓冲器当中有数据存入，可以通过进中断将数据读走。

（2）从机模式下（很少使用）

当控制寄存器UxCTL当中的MM=0时，USART工作在SPI从机模式下，与另外一主机连接如上图所示。

3.SPI主机模式下的中断标志位的理解

用户可以通过SPI的发送和接受中断标志位来完成协议的控制。

在发送端，当移位寄存器把数据发送给从机之后，发送中断标志位UxTXIFG置位，说明此时发送缓冲器为空，可以进中断将数据写到发送缓冲寄存器当中。while((IFG&UxTXIFG)==0);//等待发送缓冲器为空

在接收端，当移位寄存器把接收到的8位数据并行写入接收缓冲器时，接收

中断标志位UxRXIFG置位，此时说明接收缓冲器当中已经有数据，等待CPU来读取数据。

4.串行时钟极性和相位

5.

UCLK的极性和相位由CKPL和CKPH两位控制。通过UxTCTL可以配置时钟极性。

5.SPI的寄存器

注意：SPI当中不需要波特率调整，所以UxMCTL=0x0000;具体的寄存器配置时候，查看数据手册。

6.SPI的初始化及其复位(和UART公用一套寄存器)

在初始化或者重新配置USART的SPI时，必须按照以下顺序进行： （1）UxCTL寄存器的第0位SWRST置位；

（2）在SWRST置位的条件下，初始化所有的SPI寄存器，包括UxCTL寄存器；

（3）通过置位模块使能寄存器MEx的URXEx和UTXEx位使能SPI的接受和发送使能模块；

（4）通过软件复位UxCTL寄存器的第0位SWRST；

（5）通过中断使能寄存器IEx的URXIEx和UTXIEx来使能发送和接受中

断。

7.例程

//****************************************************************************** #include void main(void) {

WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop watchdog //端口初始化 P1OUT = 0x00; // P1.0 setup for LED output P1DIR |= 0x03; P3SEL |= 0x0E; // P3.1,2,3 SPI option select //SPI寄存器配置 U0CTL = CHAR + SYNC + SWRST; // 8-bit, SPI U0TCTL = CKPL + STC; // Polarity, 3-wire //波特率设置 U0BR0 = 0x02; // SPICLK = SMCLK/2 U0BR1 = 0x00; U0MCTL = 0x00; //中断及使能 ME1 |= USPIE0; // Module enable U0CTL &= ~SWRST; // SPI enable IE1 |= URXIE0 + UTXIE0; // RX and TX interrupt enable

_BIS_SR(LPM4_bits + GIE); // Enter LPM4 w/ interrupt }

#pragma vector=USART0RX_VECTOR __interrupt void SPI0_rx (void) {

P1OUT = RXBUF0; // 向P1OUT送数据 }

#pragma vector=USART0TX_VECTOR __interrupt void SPI0_tx (void) {

unsigned int i; i = P1IN; i = i >> 4;

TXBUF0 = i; // Transmit character }