SPI读写总结

2019-04-15 13:08发布

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SPI协议是主从模式：从机不主动发起访问，总是被动执行操作。 CSN：片选信号。
SCK：时钟信号。
MOSI:master output slave input,即主机输出从机输入。可以理解主机写从设备。
MISO:master input slave output,即主机输入从机输出。可以理解主机读从设备。

SPI全称:Serial Peripheral interface,即串行外围设备接口。SPI协议自然是串行地传输数据，每次
按 1 bit读写设备，而不是像并行每次1byte(8bit)传输。

nRF24L01支持标准SPI四线接口。以nRF24L01芯片的PDF为例说明SPI的基本读写。


如图示为SPI读时序和写时序。按照读写时序输出字节（MOSI）就会从MSB 循环输出,同将输入字节（MISO）从LSB 循环移入，每次移动一位。

显然对于nRF24L01来说上升沿输入，下降沿输出。也即是说：MCU在时钟信号的上升沿时写(write),下降沿时读(read).

单字节读时序：
  1. /*
  2. ** 函数名 : SPI_Read_OneByte
  3. ** 返回值 : temp--SPI读取的一字节数据
  4. ** 参  数 : None
  5. ** 描  述 : 下降沿读数据，每次读取 1 bit
  6. */
  7. uint8 SPI_Read_OneByte(void)
  8. {
  9.   uint8 i;
  10.   uint8 temp = 0;
  11.   
  12.   for(i=0;i<8;i++)
  13.   {
  14.    temp <<= 1;       //读取MISO 8次输入的值，存入temp。之所以不放在“SCK = 0”语句之后的位置是因为：
  15.                      //读取最后1byte的最后一位(即LSB)之后，不能再左移了
  16.    SCK = 1;          
  17.    if(MISO)          //读取最高位，保存至最末尾，通过左移位完成读整个字节
  18.      temp |= 0x01;
  19.     else
  20.      temp &= ~0x01;
  21.    SCK = 0;          //下降沿来了(SCK从1-->0)，MISO上的数据将发生改变，稳定后读取存入temp
  22.   }
  23.   
  24.   return temp;
  25. }
单字节写时序：
  1. /*
  2. ** 函数名 : SPI_Write_OneByte
  3. ** 返回值 : None
  4. ** 参  数 : u8_writedata--SPI写入的一字节数据
  5. ** 描  述 : 上升沿写数据，每次写入 1 bit
  6. */
  7. void SPI_Write_OneByte(uint8 u8_writedata)
  8. {
  9.   uint8 i;
  10.   
  11.   for(i=0;i<8;i++)
  12.   {
  13.     if(u8_writedata & 0x80)      //判断最高位，总是发送最高位
  14.      MOSI_ON;                    //MOSI输出1，数据总线准备数据1
  15.     else
  16.      MOSI_OFF;                   //MOSI输出0，数据总线准备数据0
  17.      
  18.     SCK = 1;                     //上升沿来了(SCK从0-->1)，数据总线上的数据写入到器件
  19.     u8_writedata <<= 1;          //左移抛弃已经输出的最高位
  20.     SCK = 0;                     //拉低SCK信号，初始化为0
  21.   }
  22. }
在此基础可以写出nRF24L01寄存器的读写函数。
nRF24L01寄存器写入函数：
  1. /*
  2. ** 函数名: nRF24L01_WriteReg
  3. ** 返回值: None
  4. ** 参 数 : (1)uint8 addr--寄存器地址
  5. **         (2)uint8 value--写入值
  6. ** 说 明 : nRF24L01寄存器写函数
  7. */
  8. void nRF24L01_WriteReg(uint8 addr, uint8 value)
  9. {
  10.     CSN_OFF();                  //CS片选拉低 
  11.     SPI_Write_OneByte(addr|WR); //SPI写地址命令
  12.     SPI_Write_OneByte(value);   //SPI写数据 
  13.     CSN_ON();                   //CS片选拉高
  14. }
nRF24L01读寄存器函数：
  1. /*
  2. ** 函数名: nRF24L01_ReadReg
  3. ** 返回值: value--读取寄存器值
  4. ** 参 数 : addr--寄存器地址
  5. ** 说 明 : nRF24L01寄存器读函数
  6. */
  7. uint8 nRF24L01_ReadReg(uint8 addr)
  8. {
  9.     uint8 value;
  10.     CSN_OFF();                   //CS片选拉低
  11.     SPI_Write_OneByte(addr|RR);  //SPI写地址命令
  12.     value = SPI_Read_OneByte();  //SPI读数据
  13.     CSN_ON();                    //CS片选拉高
  14.     return value;
  15. }

注：可以整合读写程序如下：

  1. /*
  2. ** 函数名 : SPI_WriteAndRead_OneByte
  3. ** 返回值 : u8_readdata--SPI读取的一字节数据
  4. ** 参 数 : u8_writedata--SPI写入的一字节数据
  5. ** 描 述 : 上升沿写，下降沿读
  6. */
  7. uint8 SPI_WriteAndRead_OneByte(uint8 u8_writedata)
  8. {
  9.   uint8 i;
  10.   uint8 u8_readdata = 0x00;
  11.      
  12.   for(i=0;i<8;i++)
  13.   {
  14.     u8_readdata <<= 1;      //读取MISO 8次输入的值，存入u8_readdata。
  15.        
  16.     if(u8_writedata & 0x80) //判断最高位，总是写最高位（输出最高位）
  17.       MOSI_ON;              //MOSI输出1，数据总线准备数据1
  18.     else
  19.       MOSI_OFF;             //MOSI输出0，数据总线准备数据0
  20.     u8_writedata <<= 1;     //左移抛弃已经输出的最高位
  21.        
  22.     SCK = 1;                //上升沿来了(SCK从0-->1)，数据总线上的数据写入器件
  23.     if(MISO)                //读取最高位，保存至最末尾，通过左移位完成读整个字节
  24.       u8_readdata |= 0x01;
  25.     else
  26.       u8_readdata &= ~0x01;
  27.         
  28.     SCK = 0;                //下降沿来了(SCK从1-->0)，MISO上将产生新的数据，读取存入u8——readdata
  29.    }
  30.   return u8_readdata;
  31. }

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