SPI 总线是Motorola公司推出的三线同步接口，同步串行3线方式进行通信:一条时钟线SCK，一条数据输入线MOSI，一条数据输出线MISO;用于 CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。SPI主要特点有:可以同时发出和接收串行数据;可以当作主机或从机工作;提供频率可编程时钟;发送结束 中断标志;写冲突保护;总线竞争保护等。图3示出SPI总线工作的四种方式，其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3方式(实线表示):

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图2   SPI总线四种工作方式

SPI模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。如果 CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位（CPHA）能够配置用于选择两种不同的传 输协议之一进行数据传输。如果CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；如果CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿 （上升或下降）数据被采样。SPI主模块和与之通信的外设音时钟相位和极性应该一致。SPI接口时序如图3、图4所示。

二，.SPI功能模块的设计

根据功能定义及SPI的工作原理，将整个IP Core分为8个子模块：uC接口模块、时钟分频模块、发送数据FIFO模块、接收数据FIFO模块、状态机模块、发送数据逻辑模块、接收数据逻辑模块以及中断形式模块。

深入分析SPI的四种传输协议可以发现，根据一种协议，只要对串行同步时钟进行转换，就能得到其余的三种协议。为了简化设计规定，如果要连续传输多个数据，在两个数据传输之间插入一个串行时钟的空闲等待，这样状态机只需两种状态（空闲和工作）就能正确工作。

SPI是一个环形总线结构，由SS（CS）、SCD、SDI、SDO构成，其时序其实很简单，主要是在SCK的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。

假设下面的8位寄存器装的是待发送的数据10101010，上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。

那么第一个上升沿来的时候数据将会是SDO=1；寄存器=0101010x。下降沿到来的时候，SDI上的电平将所存到寄存器中去，那么这时寄存器=0101010SDI，这样在8个时钟脉冲以后，两个寄存器的内容互相交换一次。这样就完成里一个SPI时序。

例子：

假设主机和从机初始化就绪：并且主机的SBUFF=0xaa，从机的SBUFF=0x55，下面将分步对SPI的8个时钟周期的数据情况演示一遍:假设上升沿发送数据

这样就完成了两个寄存器8位的交换，上面的上表示上升沿、下表示下降沿，SDI、SDO相对于主机而言的。其中SS引脚作为主机的时候，从机可以把它拉底 被动选为从机，作为从机的是时候，可以作为片选脚用。根据以上分析，一个完整的传送周期是16位，即两个字节，因为，首先主机要发送命令过去，然后从机根 据主机的名准备数据，主机在下一个8位时钟周期才把数据读回来.

 

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SPI是Serial Peripheral Interface的简称，NDS中的触摸屏，麦克风，电源控制，固件及DS卡的EEPROM都是基于SPI的。所以弄明白SPI的原理对NDS的研究很有帮助。 CF; zaS z
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SPI 是一种允许一个主设备启动一个与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）。同时传输速度也很高。一般来说要求主设备要有SPI控制器（但可用模拟方式），就可以与基于SPI的芯片通讯了。 这种芯片也许是储存芯片，像DS卡的存档芯片，也许是控制芯片，像DS触摸屏的控制芯片等等。 L' 3 > S}
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SPI 的通信原理很简单，它需要至少4根线，事实上3根也可以。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入），SDO（数据输出），SCK（时 钟），CS（片选）。其中CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效。这就允许 在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。 w oq R,a:|
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接 下来就负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCK时钟线存在的原 因，由SCK提供时钟脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过SDO线，数据在时钟上沿或下沿时改变，在紧接着的下沿或上沿被读取。 完成一位数据传输，输入也使用同样原理。这样，在至少8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次），就可以完成8位数据的传输。 o 46: *x
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要注意的是，SCK信号线只由主设备控制，从设备不能控制信号线。同样，在一个基于SPI的设备中，至少有一个主控设备。 P*t` ]A
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这 样传输的特点：这样的传输方式有一个优点，与普通的串行通讯不同，普通的串行通讯一次连续传送至少8位数据，而SPI允许数据一位一位的传送，甚至允许暂 停，因为SCK时钟线由主控设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。也就是说，主设备通过对SCK时钟线的控制可以完成对通讯的控制。 (j zr>2)
SPI还是一个数据交换协议：因为SPI的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。 bQNSU-( J
)xK &!CQ$
不同的SPI设备的实现方式不尽相同，主要是数据改变和采集的时间不同，在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义，具体请参考相关器件的文档。
下面是用单片机实现触摸屏的代码:
[功 能] 8051单片机驱动ADS7846/ADS7843芯片

#include "reg51.h"
#include "intrins.h"

sbit DCLK=P1^6; //根据用户自己的定义
sbit CS=P2^2;
sbit DIN=P2^3;
sbit DOUT=P2^4;
sbit BUSY=P2^5;

delay(unsigned char i--)
{
while(i--);
}

void start() //SPI开始
{
DCLK=0;
CS=1;
DIN=1;
DCLK=1;
CS=0;
}

WriteCharTo7843(unsigned char num) //SPI写数据
{
unsigned char count=0;
DCLK=0;
for(count=0;count<8;count++)
{
num<<=1;
DIN=CY;
DCLK=0; _nop_();_nop_();_nop_(); //上升沿有效
DCLK=1; _nop_();_nop_();_nop_();
}
}

ReadFromCharFrom7843() //SPI 读数据
{
unsigned char count=0;
unsigned int Num=0;
for(count=0;count<12;count++)
{
Num<<=1;
DCLK=1; _nop_();_nop_();_nop_(); //下降沿有效
DCLK=0; _nop_();_nop_();_nop_();
if(DOUT) Num++;
}
return(Num);
}

void ZhongDuan() interrupt 0 //外部中断0 用来接受键盘发来的数据
{
unsigned int X=0,Y=0;
delay(10000); //中断后延时以消除抖动，使得采样数据更准确
start(); //启动SPI
// while(BUSY); //如果BUSY信号不好使可以删除不用
delay(2);
WriteCharTo7843(0x90); //送控制字 10010000 即用差分方式读X坐标 详细请见有关资料
// while(BUSY); //如果BUSY信号不好使可以删除不用
delay(2);
DCLK=1; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
DCLK=0; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
X=ReadFromCharFrom7843(); //读X轴坐标
WriteCharTo7843(0xD0); //送控制字 11010000 即用差分方式读Y坐标 详细请见有关资料
DCLK=1; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
DCLK=0; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
Y=ReadFromCharFrom7843(); //读Y轴坐标
CS=1;
}

main()
{
TMOD=0x11; // 记数器0 计数器1 都以 16 位 记数
TCON=0x00;
IE=0x83; //1000 0001 EA=1中断允许,
IP=0x01;
while(1);//等待触摸中断
}