SPI学习_记录_调试_测试_文档

### SPI学习记录与调试 #### 一、SPI基础概述 SPI（Serial Peripheral Interface），即串行外围设备接口，是一种常见的高速、全双工、同步通信总线标准。它只需要四条信号线就能实现数据的传输，分别是MISO（Master In Slave Out）、MOSI（Master Out Slave In）、SCK（Shift Clock）以及CS（Chip Select）。这种精简的设计不仅减少了硬件接口的数量，同时也简化了系统设计。 #### 二、ZedBoard SPI特性 ZedBoard开发板配备了两个独立的SPI接口，支持主模式（Master Mode）和从模式（Slave Mode），甚至可以配置为多主机模式（Multi-Master Mode），使得多个SPI设备可以相互间进行通信。以下是对ZedBoard SPI的一些关键特性的详细介绍： ##### 1. 主模式 在主模式下，ZedBoard作为SPI通信的主动发起方，负责控制整个数据传输过程。数据的传输和片选（CS）信号可以由用户手动配置，也可以通过硬件自动处理。具体来说，主模式下的主要功能包括但不限于： - 发送数据 - 接收数据 - 片选从设备 ##### 2. 相关寄存器 ZedBoard SPI模块包含一系列寄存器，用于配置和控制SPI的工作状态。以下是部分关键寄存器及其功能简介： - **Config_reg0 (0xE0006000)**：SPI配置寄存器，用于设置SPI的基本配置，如时钟速度等。 - **Intr_status_reg0（0xE0006004）**：中断状态寄存器，用于查看当前中断的状态。 - **Intrpt_en_reg0（0xE0006008）**：中断使能寄存器，用于使能或禁用特定的中断。 - **Intrpt_dis_reg0（0xE000600C）**：中断不使能寄存器，仅支持写操作，用于禁用中断。 - **Intrpt_mask_reg0（0xE0006010）**：中断屏蔽寄存器，只读，用于查看当前中断是否被屏蔽。 - **En_reg0（0xE0006014）**：SPI使能寄存器，用于启用或禁用SPI模块。 - **Delay_reg0（0xE0006018）**：延时寄存器，用于设置SPI操作之间的延迟时间。 - **Tx_data_reg0（0xE000601C）**：发送数据寄存器，只写，用于向SPI发送数据。 - **Rx_data_reg0（0xE0006020）**：接收数据寄存器，只读，用于读取SPI接收到的数据。 - **Slave_Idle_count_reg0（0xE0006024）**：从空闲计数寄存器，用于设置在进入空闲模式前等待的时钟周期数量。 - **TX_thres_reg0（0xE0006028）**：发送阈值寄存器，定义发送FIFO未满中断的触发水平。 - **RX_thres_reg0（0xE000602C）**：接收阈值寄存器，定义接收FIFO非空中断的触发水平。 - **Mod_id_reg0（0xE00060FC）**：模块ID寄存器，用于标识SPI模块的类型。 ##### 3. 中断号 ZedBoard SPI1的中断号为81，SPI0的中断号为58。 ##### 4. 中断寄存器的值 - **0x14**：表示RX FIFO非空且TX FIFO未满。 - **0x10**：仅表示RX FIFO非空。 #### 三、SPI的特点 1. **主-从模式**：SPI通信遵循主-从架构，其中主设备控制整个通信流程，而从设备则响应主设备的请求。主设备通过提供时钟信号和选择从设备来控制通信过程。 2. **同步传输**：SPI通信是同步的，即数据的发送和接收都与时钟信号紧密相关。这意味着，在每个时钟周期内，两个设备都会同时发送和接收一位数据，从而确保数据传输的一致性和准确性。 3. **数据交换**：SPI通信中的数据传输是一种双向的过程，每个设备在每个时钟周期内都会发送并接收一位数据。这种机制确保了数据传输的效率和同步性。 #### 四、注意事项 - 在主模式下，片选（CS）操作通常由程序实现，即通过编程来控制CS信号，以选择特定的从设备进行通信。 - 为了保证数据的完整性，接收到的数据应在下一次数据传输之前被读取，以避免数据丢失。 - 在实际应用中，还需要注意时钟信号的极性和相位设置，以确保正确地同步数据传输。 通过以上介绍，我们可以了解到SPI作为一种高效的串行通信协议，在嵌入式系统设计中具有广泛的应用价值。掌握其基本原理和配置方法对于嵌入式开发者来说是非常重要的。