SPI 发送模块 在这里，我们要在主机上建立，一个向从机写入数据的SPI 发送模块，首先我们先从C语言上了解几个主机在SPI 写操作上容易被疏忽的小细节:我们知道SPI 设备在传输都有一个规则，SCL 时钟信号在“上升沿”的时候是“锁存数据”，SCL 时钟信号在“下降沿”是“设置数据”。在这里我们SPI 主机（FPGA），写操作要干的工作就是在“拉高SCL 时钟信号之前”设置数据（移位数据），设置数据之后，再拉高时钟信号。但是我们常常会忽略了一些具体的细节。
上面有两个主机的SPI_Send 函数（写函数），左边的写法是最常用，但是也是最容易忽略小细节。相比右边的写法比较谨慎，在最低的程度上符合一写小细节。
再来，我们继续引用ST7565P 芯片的写入时序图，分析并且区分上边的两个写法。关于SCL 信号在空闲的时候总是处于高电平。当主机开始向从机写入数据，主机会先拉低CS 信号，再拉低SCL 信号，然后“设置”数据，亦即主机（FPGA）更新SI 的数据（主机数据移位操作），最后再拉高SCL 信号。同一时间，从机会因为SCL 的上升沿变化，从机（液晶资源）“锁存”（从机读取数据操作）SI 上的数据。很明显左边的写法没有符合这些细节，然而右边的写法却符合这些细节。无论是左边的写法还是右边的写法，都忽略了一个致命的细节，两种写法都无法确定SPI 时钟信号的时钟频率。 module spi_write_module ( CLK,RSTn,Start_Sig,SPI_Data,Done_Sig,SPI_Out ); input CLK; input RSTn; input Start_Sig; output [9:0] SPI_Data; output Done_Sig; output [3:0]SPI_Out;//[3]CS,[2]A0 [1]CLK [0]D0 parameter T0P5US=4'd9;//0.5us always@(posedge CLK or negedge RSTn) if(!RSTn) Count1<=4'd0; else if(Count1==T0P5US) Count1<4'd0; else if(Start_Sig) Count1<=Count1+1'b1; else Count1<=4'd0; reg[4:0]i; reg rCLK; reg rDO; reg isDone; always@(posedge CLK or negedge RSTn) if(!RSTn) begin i<=5'd0; rCLK<=1'b1; rDO<=1'b0; isDone<=1'b0; end else if(Start_Sig) case(i) 5'd0,5'd2,5'd4,5'd6,5'd8,5'd10,5'd12,5'd14: if(Count1==T0P5US)begin rCLK<=1'b0;rDO<=SPI_Data[7-(i>>1)];i<=1+1'b1;end 5'd1,5'd3,5'd5,5'd7,5'd9,5'd11,5'd13,5'd15: if(Count==T0P5US)begin rCLK<=1'b1;i<=i+1'b1;end 5'd16: begin isDone<=1'b1;i<=i+1'b1;end 5'd17: begin isDone<=1'b0;i<=5'd0;end endcase assign Done_Sig=isDone; assign SPI_Out={SPI_Data[9],SPI_Data[8],rCLK,rDO}; endmodule SCL 的时钟频率定义为1Mhz , 也就是说周期时间是1us ，半周期就是0.5us 。如果以20Mhz 来定时，那么计数的结果是10。在19 行定义了0.5us 的常量，第23~33 行是0.5us的定时器。但是比较不同的是，这个定时器平时不工作，当Start_Sig 拉高的时候才开始计数（第30 行）。第37~65 行是spi_write_module.v 的核心功能。i 寄存器表示操作步骤，rCLK 寄存器表示SCL 然而rDO 寄存器表示SI 。如同前面所述那样，SCL 时钟信号，处于空闲状态 时是出于高电平，所以rCLK 复位值是逻辑1（46 行）。 SPI_Data : 第9 位表示CS，第8 位表示A0,第7 .. 0 位表示一字节数据。 SPI_Out : 第3 位表示CS，第2 位表示A0，第1 位表示SCL，第0 位表示SI。 当Start_Sig 拉高的同时，定时器开始计数（30 行），该模块也开始执行（50 行）。 当第一个0.5us 定时产生的时候（54 行），也就是第一个时钟的前半周期，亦即下降沿， rCLK 设置为逻辑0。根据SPI 传输的规则，下降沿的时候主机设置数据，rDO 赋予SPI_Data 信号的第7 位（SPI 传输是从最高位开始，最低位结束），最后i 递增以示下一个步骤。当i 等于1 的时候并且定时产生（56 行），这表示第一个时钟的后半周期，亦即上升沿，rCLK 设置为逻辑1。在SPI 传输的规则中上升沿的时候，从机锁存数据。然后i 递增以示下一个步骤。 上述的步骤会一直重复到第八次，直到一字节的数据发送完毕。最后会产生一个完成信号（59~63 行）。 这里有一个表达式需要说明一下： i >> 1 : 表示i / 2。右移操作也代表了“i / j2”（j 是右移次数）。 假设8 >> 2 ，亦即8 / 22 等于2。8 >> 3, 亦即8 / 23 等于1。 最后还有一个重点就是SPI_Out 的驱动（70 行）。在上面我已经重复过SPI_Out 是占4 位的输出。而且每一个位都有意义。 SPI_Out 第3 位：表示了CS，所以直接由SPI_Data 的第9 位驱动。 SPI_Out 第2 位：表示了A0，同样也是直接由SPI_Data 的第8 位驱动。 SPI_Out 第1 位：表示了SCL，以寄存器rCLK 来驱动。 SPI_Out 第0 位：表示了SI，以寄存器rDO 来驱动。 这样的目的是简化连线的复杂度。我们知道Verilog HDL 语言的位操作是很强大。懂得善用，会对建模提到很大的帮助。