SPI半双工通信

SPI半双工通信采用DMA进行通信，一次通信中采用固定长度的字节数（110字节），主机和从机都通过接收完成中断来判断一帧数据接收完成。SPI采用双工的方式实现类似半双工的通信，主机有数据发送时，从机发送垃圾数据，从机有数据发送时主机发送垃圾数据。主机通过Master_s(GPIO1)引脚告诉从机主机有数据要发送，从机通过Slave_s(GPIO2)引脚告诉主机从机已经准备好可以发数据了。主机与从机的SPI进行通信时，有以下三种情况：1主机有数据发送此时分两种情况：主机有数据发送，从机没有数据发送。主机需要发送数据时，配置好DMA，并准备好发送的数据，然后发送出脉冲，如图即Master_s脉冲信号。当从机检测到主机的Master_s信号时，立即查看DMA是否装载好数据要发送，若没有则装载垃圾数据0XFF,然后发送Slave_s脉冲信号告诉主机已经准备好，主机收到Slave_s信号时立即启动发送。主机有数据发送，从机也有数据发送。主机需要发送数据时，配置好DMA，并准备好发送的数据，然后发送出脉冲，如图即Master_s脉冲信号。当从机检测到主机的Master_s信号时，立即查看DMA是否装载好数据要发送，若已经装载好发送的数据,则拷贝这些装载好的数据，下次重新发送。然后发送Slave_s脉冲信号告诉主机已经准备好，主机收到Slave_s信号时立即启动发送。2从机有数据发送此时分两种情况：从机有数据发送，主机没有数据发送。从机配置好DMA并装载好数据后发送Slave_s脉冲信号告诉主机从机要发送数据，主机收到Slave_s脉冲信号后？？？？？？采用DMA进行通信，一次通信中采用固定长度的字节数（110字节），主机和从机都通过接收完成中断来判断一帧数据接收完成。SPI采用双工的方式实现类似半双工的通信，主机有数据发送时，从机发送垃圾数据，从机有数据发送时主机发送垃圾数据。主机通过Master_s(GPIO1)引脚告诉从机主机有数据要发送，从机通过Slave_s(GPIO2)引脚告诉主机从机已经准备好可以发数据了。1主机有数据发送此时分两种情况：主机有数据发送，从机没有数据发送。主机需要发送数据时，配置好DMA，并准备好发送的数据，然后发送出脉冲，如图即Master_s脉冲信号。当从机检测到主机的Master_s信号时，立即查看DMA是否装载数据要发送，若没有则装载垃圾数据0XFF,然后发送Slave_s脉冲信号告诉主机已经准备好，主机收到Slave_s信号时查看是否装载好数据，装载好就立即启动发送。从机在接收完成中断中查看接收数据是否有效。如果有效则保持这次接收的数据，认为这次自己发送的数据无效，下次需重新发送。重发时通过通信协议表明是重发帧。master_sslave_sclkmosimisoDDDDDDDDFFFFFFFFFFFFFFFF主机有数据发送，从机也有数据发送。主机需要发送数据时，配置好DMA，并准备好发送的数据，然后发送出脉冲，如图即Master_s脉冲信号。当从机检测到主机的Master_s信号时，立即查看DMA是否装载好数据要发送，若已经装载好发送的数据,则重新装载为垃圾数据，改变装载标志位，下次重新发送。然后发送Slave_s脉冲信号告诉主机已经准备好，主机收到Slave_s信号时查看是否装载好数据，装载好就立即启动发送。从机在接收完成中断中查看接收数据是否有效。如果有效这保持这次接收的数据，认为这次自己发送的数据无效，下次需重新发送。重发时通过通信协议表明是重发帧。master_sslave_sclkmosimisoDDDDDDDDFFFFFFFFFFFFFFFF2从机有数据发送此时分两种情况：从机有数据发送，主机不发送数据。从机配置好DMA并装载好数据后发送Slave_s脉冲信号告诉主机从机要发送数据，主机收到Slave_s信号时查看是否装载好数据，如果没有装载好就装载垃圾数据0xff，然后启动发送。从机在接收完成中断中查看接收数据是否有效。如果是无效垃圾数据，则不用保存这次数据，并认为自己这次数据发送数据有效。slave_smaster_sclkmosimisoFFFFFFFFFFFFFFFFDDDDDDDD从机有数据发送，主机也有数据发送。从机配置好DMA并装载好数据后发送Slave_s脉冲信号告诉主机从机要发送数据，主机收到Slave_s信号时查看是否装载好数据，如果装载好就立即启动发送。从机在接收完成中断中查看接收数据是否有效。如果是有效数据，则保存这次数据，并认为自己这次数据发送数据无效。下次重新发送。重发时通过通信协议表明是重发帧。slave_smaster_sclkmosimisoDDDDDDDDDDDDDDDD3主从机都有数据发送。主从机都配置好DMA装载好数据，并同时发出脉冲信号，等到主机收到从机发送的Slave_s脉冲信号时查看是否装载好数据，装载好就立即启动发送。从机在接收完成中断中查看接收数据是否有效。如果有效则保持这次接收的数据，认为这次自己发送的数据无效，下次需重新发送。重发时通过通信协议表明是重发帧。如果接收的是无效数据，则不保存这次数据，并认为自己发送数据成功。slave_smaster_sclkmosimisoDDDDDDDDDDDDDDDD总体设计通信协议格式：帧头+整帧长度+命令类型+状态+有效数据长度+有效数据+校验位为了实现维护的方便，使用分层设计的方法，整体分四个模块进行实现：硬件层、链路层、协议层、应用层。应用层协议层链路层硬件层其中，链路层主要实现427单片机和100单片机之间最基本的通信，包括SPI初始化、DMA初始化、数据的发送、数据的接收、协调主从机通信等。协议层主要实现对应用层发送来的数据进行打包，然后放入发送循环队列，取出要发送的数据传递给链路层。接收链路层发送过来的数据，放入到接收循环队列，取出要接收的数据并进行解析，把解析后的数据传递给应用层。应用层主要实现对其他模块提供获取数据接口、发送数据接口、控制接口等。应用层协议层链路层硬件层打包解析发送队列接收队列发送数据接收数据应用层有数据要发送的时候，先进行打包，然后把打包好的数据放入发送循环队列，然后调用链路层发送数据，发送完成。由于是SPI全双工通信，发完即收完，紧接着链路层判断接收的数据是否有效，若有效则把数据放入接收循环队列中，协议层从接收队列中取出数据进行解析，把解析后的数据传递给应用层，接收完成。详细设计使用427单片机作为主机，100单片机作为从机。详细设计分为主机部分和从机部分。主机部分设计应用部分比较简单，功能比较清晰，概要设计忽略，主机的详细设计主要针对链路层和协议层。链路层设计链路层主要完成数据的发送、数据接收、协调主从机数据发送。硬件上，主机和从机除了SPI的三线连接外还有连个GPIO口连接，用于主从机同步通信。当主机需要发送数据时，将GPIO1拉高再拉低，通知从机主机有数据需要发送，从机收到后，做好接收准备，并把GPIO2拉高再拉低，告诉主机从机准备好了。当从机有数据需要发送时，将GPIO2拉高再拉低，告诉主机从机有数据要发送，主机收到后发送时钟信号，开始发送数据。为了减少解析数据的频率和次数，主机有数据发送时，不论从机有无数据发送，从机都发送垃圾数据。从机有数据发送主机没有数据发送时，主机发送垃圾数据。开始有数据要发送加载数据置标志位数据已加载通知从机主机有数据发送等待从机应答，装载标志置位则开始发送结束从机有数据要发送等待从机发送信号，装载标志位未置位，装载垃圾数据FF启动发送数据未装载通知从机主机有数据发送等待从机应答，装载标志置位则开始发送否是是否是否先判断装载标志位是否置位，如果已经装好数据置位了，就立即通过GPIO1通知从机，等待从机GPIO2应答信号，从机应答后检测标志位置位了就开始发送数据。如果装载标志位没有置位，发现有数据要发送，就装载数据，并置位装载标志位，通过GPIO1通知从机，等待从机GPIO2应答信号，从机应答后检测标志位置位了就开始发送数据。如果是从机主动要求发送数据，发来GPIO2信号后，检测装载标志位没有置位，则装载垃圾数据，开始发送。并判定接收的是有效数据，要接收数据。协议层设计协议层，发送数据时打包的过程忽略，只说明解析的过程。主机DMA发送完垃圾数据时，DMA也接收完从机的数据，如果链路层判定是有效数据就对数据进行解析。开始有数据要解析接收数据长度不为0备份的数据长度不为0拷贝数据读取接收的数据偏移长度有效找到协议头数据长度有效存放解析数据的长度不足校验通过状态ok解析数据结束备份数据偏移长度加1否是否是是否否是是否是否是否是否是否