串行外设接口 (SPI)

©2009MicrochipTechnologyInc.DS70206B_CN第18-1页串行外设接口（SPI）18第18章串行外设接口（SPI）目录本章包括下列主题：18.1简介.............................................................................................................................18-218.2SPI寄存器..................................................................................................................18-318.3工作模式......................................................................................................................18-918.4主模式时钟频率.........................................................................................................18-2418.5使用DMA的SPI操作...............................................................................................18-2518.6节能模式下的操作.....................................................................................................18-2818.7与SPI模块相关的特殊功能寄存器............................................................................18-2918.8相关应用笔记............................................................................................................18-3018.9版本历史....................................................................................................................18-31dsPIC33F系列参考手册DS70206B_CN第18-2页©2009MicrochipTechnologyInc.18.1简介串行外设接口（SerialPeripheralInterface，SPI）模块是用于同其他外设或单片机器件进行通信的同步串行接口。这些外设可以是串行EEPROM、移位寄存器、显示驱动器和A/D转换器等。SPI模块与Motorola的SPI和SIOP接口兼容。根据器件型号不同，dsPIC33F系列在单个器件上提供一个或两个SPI模块。两个模块（指定为SPI1和SPI2）具有相同的功能。SPI1模块在所有器件上都提供，而SPI2模块在许多高引脚数封装器件中提供。SPIx串行接口由4个引脚组成：•SDIx：串行数据输入•SDOx：串行数据输出•SCKx：移位时钟输入或输出•SSx/FSYNCx：低电平有效从选择或帧同步I/O脉冲可将SPIx模块配置为使用2、3或4个引脚进行工作。在3引脚模式下，不使用SSx。在2引脚模式下，不使用SDOx和SSx。图18-1给出了该模块的框图。图18-1：SPI模块框图注：在本章中，SPI模块统称为SPIx，或分别称为SPI1和SPI2。特殊功能寄存器也使用类似的符号表示。例如，SPIxCON指SPI1或SPI2模块的控制寄存器。内部数据总线SDIxSDOxSSxSCKxSPIxSRbit0移位控制边沿选择FCY主预分频器1:1/4/16/64使能主时钟同步SPIxBUF控制传输传输写SPIxBUF读SPIxBUF16SPIxCON11:0SPIxCON14:2时钟控制辅助预分频器1:1至1:8SPIxRXBSPIxTXB©2009MicrochipTechnologyInc.DS70206B_CN第18-3页第18章串行外设接口（SPI）串行外设接口（SPI）1818.2SPI寄存器SPIxSTAT：SPIx状态和控制寄存器SPIx状态和控制（SPIxSTAT）寄存器用于指示各种状态条件，如接收溢出、发送缓冲区满以及接收缓冲区满。该寄存器还可用于指定空闲模式下模块的工作。该寄存器还包含一个可使能和禁止模块的位。SPIxCON1：SPIx控制寄存器1SPIx控制寄存器1（SPIxCON1）用于指定时钟预分频比、主/从模式、字/字节通信、时钟极性和时钟/数字引脚操作。SPIxCON2：SPIx控制寄存器2SPIx控制寄存器2（SPIxCON2）用于使能/禁止帧SPI操作。该寄存器还可用于指定帧同步脉冲的方向、极性和边沿选择。SPIxBUF：SPIx数据接收/发送缓冲寄存器SPIx数据接收/发送缓冲（SPIxBUF）寄存器实际上是两个独立的内部寄存器：发送缓冲区（SPIxTXB）和接收缓冲区（SPIxRXB）。这两个单向的16位寄存器共用SPIxBUF的SFR地址。如果用户应用程序将待发送数据写入SPIxBUF地址，在内部该数据会被写入SPIxTXB寄存器。与此类似，当用户应用程序从SPIxBUF读取已接收数据时，在内部会从SPIxRXB寄存器读取该数据。这种技术对发送/接收操作进行了双重缓冲，允许在后台连续地传输数据。发送和接收可同时进行。此外，还有一个16位移位寄存器（SPIxSR），该寄存器未被映射到存储空间。它用于将数据移入和移出SPI端口。dsPIC33F系列参考手册DS70206B_CN第18-4页©2009MicrochipTechnologyInc.寄存器18-1：SPIxSTAT：SPIx状态和控制寄存器R/W-0U-0R/W-0U-0U-0U-0U-0U-0SPIEN—SPISIDL—————bit15bit8U-0R/C-0U-0U-0U-0U-0R-0R-0—SPIROV————SPITBFSPIRBFbit7bit0图注：C=可清零位R=可读位W=可写位U=未实现位，读为0-n=POR时的值1=置10=清零x=未知bit15SPIEN：SPIx使能位1=使能模块并将SCKx、SDOx、SDIx和SSx配置为串口引脚0=禁止模块bit14未实现：读为0bit13SPISIDL：空闲模式停止位1=当器件进入空闲模式时，模块停止工作0=在空闲模式下模块继续工作bit12-7未实现：读为0bit6SPIROV：接收溢出标志位1=一个新字节/字已完全接收并丢弃。用户软件没有读先前保存在SPIxBUF寄存器中的数据0=未发生溢出bit5-2未实现：读为0bit1SPITBF：SPIx发送缓冲区满状态位1=发送尚未开始，SPIxTXB为满0=发送已开始，SPIxTXB为空当CPU通过写SPIxBUF存储单元装入SPIxTXB时，该位由硬件自动置1。当SPIx模块将数据从SPIxTXB传输到SPIxSR时，该位由硬件自动清零。bit0SPIRBF：SPIx接收缓冲区满状态位1=接收完成，SPIxRXB为满0=接收未完成，SPIxRXB为空当SPIx将数据从SPIxSR传输到SPIxRXB时，该位由硬件自动置1。当内核通过读SPIxBUF存储单元读SPIxRXB时，该位由硬件自动清零。©2009MicrochipTechnologyInc.DS70206B_CN第18-5页第18章串行外设接口（SPI）串行外设接口（SPI）18寄存器18-2：SPIXCON1：SPIx控制寄存器1U-0U-0U-0R/W-0R/W-0R/W-0R/W-0R/W-0———DISSCKDISSDOMODE16SMP(1)CKE(2)bit15bit8R/W-0R/W-0R/W-0R/W-0R/W-0R/W-0R/W-0R/W-0SSENCKPMSTENSPRE2:0PPRE1:0bit7bit0图注：R=可读位W=可写位U=未实现位，读为0-n=POR时的值1=置10=清零x=未知bit15-13未实现：读为0bit12DISSCK：禁止SCKx引脚位（仅限SPI主模式）1=禁止内部SPI时钟，引脚用作I/O0=使能内部SPI时钟bit11DISSDO：禁止SDOx引脚位1=模块不使用SDOx引脚；引脚用作I/O0=SDOx引脚由模块控制bit10MODE16：字/字节通信选择位1=采用字宽（16位）通信0=采用字节宽（8位）通信bit9SMP：SPIx数据输入采样阶段位(1)主模式：1=在数据输出时间的末端采样输入数据0=在数据输出时间的中间采样输入数据从模式：当在从模式下使用SPIx时，必须将SMP清零bit8CKE：SPIx时钟边沿选择位(2)1=串行输出数据在时钟从工作状态转变为空闲状态时变化（见bit6）0=串行输出数据在时钟从空闲状态转变为工作状态时变化（见bit6）bit7SSEN：从选择使能位（从模式）1=SSx引脚用于从模式0=模块不使用SSx引脚。引脚由端口功能控制bit6CKP：时钟极性选择位1=空闲状态时时钟信号为高电平；工作状态时为低电平0=空闲状态时时钟信号为低电平；工作状态时为高电平bit5MSTEN：主模式使能位1=主模式0=从模式bit4-2SPRE2:0：辅助预分频比位（主模式）111=辅助预分频比1:1110=辅助预分频比2:1...000=辅助预分频比8:1注1：SMP位只能在MSTEN位置1后置1。如果MSTEN=0，SMP位将保持清零。2：在帧SPI模式下不使用CKE位。在帧SPI模式（FRMEN=1）下，将该位编程为0。dsPIC33F系列参考手册DS70206B_CN第18-6页©2009MicrochipTechnologyInc.bit1-0PPRE1:0：主预分频比位（主模式）11=主预分频比1:110=主预分频比4:101=主预分频比16:100=主预分频比64:1寄存器18-2：SPIXCON1：SPIx控制寄存器1（续）注1：SMP位只能在MSTEN位置1后置1。如果MSTEN=0，SMP位将保持清零。2：在帧SPI模式下不使用CKE位。在帧SPI模式（FRMEN=1）下，将该位编程为0。©2009MicrochipTechnologyInc.DS70206B_CN第18-7页第18章串行外设接口（SPI）串行外设接口（SPI）18寄存器18-3：SPIxCON2：SPIx控制寄存器2R/W-0R/W-0R/W-0U-0U-0U-0U-0U-0FRMENSPIFSDFRMPOL—————bit15bit8U-0U-0U-0U-0U-0U-0R/W-0U-0——————FRMDLY—bit7bit0图注：R=可读位W=可写位U=未实现位，读为0-n=POR时的值1=置10=清零x=未知bit15FRMEN：帧SPIx支持位1=使能帧SPIx支持（SSx引脚用作帧同步脉冲输入/输出）0=禁止帧SPIx支持bit14SPIFSD：帧同步脉冲方向控制位1=帧同步脉冲输入（从器件）0=帧同步脉冲输出（主器件）bit13FRMPOL：帧同步脉冲极性位1=帧同步脉冲为高电平有效0=帧同步脉冲为低电平有效bit12-2未实现：读为0bit1FRMDLY：帧同步脉冲边沿选择位1=帧同步脉冲与第一个位时钟一致0=帧同步脉冲比第一个位时钟提前bit0未实现：禁止用户应用程序将该位设为1。