GPIO模拟SPI接口代码(3线8位)

http://blog.csdn.net/sanchuyayun/article/details/48394381

关于SPI，不同的芯片具体通信方式可能会不大一样，所以要具体问题具体分析，下面是最近做LCD时碰到的两个模拟SPI协议的代码，芯片通信方式不同，代码也就不同了

SPI的工作原理不多说，网上一大把。

1.一款夏普的屏，hx8363A,和host的接法是三线的SPI

写:

读:

如上图，发命令D/CX是0，如果是参数D/CX就是1.

下面是相关代码

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   #define SET_LSCE_LOW SET_GPIO_OUT(LSCE_GPIO_PIN, 0)
#define SET_LSCE_HIGH SET_GPIO_OUT(LSCE_GPIO_PIN, 1)
#define SET_LSCK_LOW SET_GPIO_OUT(LSCK_GPIO_PIN, 0)
#define SET_LSCK_HIGH SET_GPIO_OUT(LSCK_GPIO_PIN, 1)
#define SET_LSDA_LOW SET_GPIO_OUT(LSDA_GPIO_PIN, 0)
#define SET_LSDA_HIGH SET_GPIO_OUT(LSDA_GPIO_PIN, 1)

static void start_lcd(void)
{
        SET_LSCE_LOW;
}

static void stop_lcd(void)
{
        SET_LSCE_HIGH;
}

static void write_lcd_datas(unsigned int data,unsigned int len)
{
    int i;

    for(i=len-1;i>=0;i--)
    {        
         SET_LSCK_LOW;
        if(data & (1<<i))
            SET_LSDA_HIGH;
        else
            SET_LSDA_LOW;
        UDELAY(1);
            SET_LSCK_HIGH;
        UDELAY(1);
    }
}

static void write_lcd_cmd(unsigned char cmd)
{
    unsigned int x;
    UDELAY(1);
    x = 0x0000|cmd;
    write_lcd_datas(x,9);
}

static void write_lcd_data(unsigned char data)
{
    unsigned int x;
    UDELAY(1);
    x = 0x0100 | data;
    write_lcd_datas(x,9);
}

static void lcd_recv_data()
{
     int i;
     for(i=0;i<8;i++)
     {                    
          SET_LSCK_LOW;
          UDELAY(1);
          SET_LSCK_HIGH;
          UDELAY(1);
     }
}
 
  

读写的时候加上start_lcd和stop_lcd

start_lcd();

send_ctrl_cmd(0xB9);

send_data_cmd(0xFF);

stop_lcd();

二.

1.最近又调了一款屏，nt35510，也是用的是spi，但是他的寄存器是16位的，通信的时候也有些区别

上图为写时序，由于是16位寄存器，所以地址要分两次发，一次发寄存器高位，一次发低位。每次发两个byte,第一个byte包含一些标志信息,读写/dcx/高低位等，第二个byte就是具体的数据(这里是寄存器地址的高低位)

地址发完后再发参数，和上面一样，一个包包含两个byte，一个是标志信息，一个是数据

下面为相关的代码

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   static void write_lcd_datas(unsigned int data,unsigned int len)
{
    int i;
    for(i=len-1;i>=0;i--)
    {        
         SET_LSCK_LOW;
        if(data & (1<<i))
            SET_LSDA_HIGH;
        else
            SET_LSDA_LOW;
         UDELAY(1);
             SET_LSCK_HIGH;
         UDELAY(1);
    }
}
static void write_lcd_cmd(unsigned char highbyte,unsigned char lowbyte)
{
    unsigned int x;
    start_lcd();
    UDELAY(1);
    write_lcd_datas(0x20,8); //发标志位
    
    UDELAY(1);
    write_lcd_datas(highbyte,8);    //发命令高位
    stop_lcd();
    
    start_lcd();
    UDELAY(1);
    write_lcd_datas(0x00,8); //发标志位
    
    UDELAY(1);
    write_lcd_datas(lowbyte,8);    //发命令低位    
    stop_lcd();    
}
static void write_lcd_data(unsigned char data)
{
    unsigned int x;
    start_lcd();    
    UDELAY(1);
    write_lcd_datas(0x40,8); //发标志位
    
    UDELAY(1);
    write_lcd_datas(data,8);    //发参数低位        
    stop_lcd();    
}
static __inline void send_ctrl_cmd(unsigned int cmd1,unsigned int cmd2)
{
   write_lcd_cmd((cmd1&0xFF),(cmd2&0xFF));
}

static __inline void send_data_cmd(unsigned int data)
{
  write_lcd_data((data&0xFF)); 
}
 
  

写寄存器的时候直接这样写就行了

send_ctrl_cmd(0xFF,0x00);

send_data_cmd(0xAA);

一 SPI协议概括

SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200.

SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。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）。

（1）SDO – 主设备数据输出，从设备数据输入

（2）SDI – 主设备数据输入，从设备数据输出

（3）SCLK – 时钟信号，由主设备产生

（4）CS – 从设备使能信号，由主设备控制

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。

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，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。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。

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。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。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。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。

在点对点的通信中，SPI接口不需要进行寻址操作，且为全双工通信，显得简单高效。在多个从设备的系统中，每个从设备需要独立的使能信号，硬件上比I2C系统要稍微复杂一些。

最后，SPI接口的一个缺点：没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。

AT91RM9200的SPI接口主要由4个引脚构成：SPICLK、MOSI、MISO及 /SS，其中SPICLK是整个SPI总线的公用时钟，MOSI、MISO作为主机，从机的输入输出的标志，MOSI是主机的输出，从机的输入，MISO 是主机的输入，从机的输出。/SS是从机的标志管脚，在互相通信的两个SPI总线的器件，/SS管脚的电平低的是从机，相反/SS管脚的电平高的是主机。在一个SPI通信系统中，必须有主机。SPI总线可以配置成单主单从，单主多从，互为主从。

SPI的片选可以扩充选择16个外设,这时PCS输出=NPCS,说NPCS0~3接4-16译码器,这个译码器是需要外接4-16译码器，译码器的输入为NPCS0~3，输出用于16个外设的选择。

详细的SPI规范可参考SPI协议。

二 GPIO模拟SPI的实现

下面将结合本人项目中的经验来详细描述如何用GPIO来模拟SPI协议

项目中要求实现一块LCD为ssd1815br1的驱动，它与BB的通信使用SPI协议，由于BB上SPI总线已使用完，因此考虑使用GPIO来模拟实现。

GPIO对应SPI引脚的关系如下：

（1）SDO – GPIO0 （BB到LCD的数据线）

（2）SDI – 无，因为暂时不需要BB接收来自LCD的数据

（3）SCLK – GPIO1

（4）CS – 接地，使LCD一直处于使能状态。

接下来就是要实现SPI的协议了， SPI有4种传输模式：

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   开发者可根据具体设备使用的是哪种模式来实现之，我们项目种的这块LCD的模式为CPOL=1, CPHA=1.
具体实现如下：
#define SPI_DATA GPIO0
#define SPI_CLK GPIO1
void spi_write(char data)
{
int8 i = 7;
uint8 mask[] = {0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80};
for(; i >= 0; i--) {
gpio_out(SPI_CLK, GPIO_LOW_VALUE);
gpio_out(SPI_DATA, ((data & mask[i]) >> i));
spi_delay(10);
gpio_out(SPI_CLK, GPIO_HIGH_VALUE);
spi_delay(10);
}
}
 
  

实际上模拟SPI是很简单的事情，只要对照SPI传输模式的时序图来模拟就行了。需要注意的是一定要有个等待时间，以使数据在数据线上稳定下来，并使设备端有时间取数据。刚开始调试的时候可以适当把等待时间延长一点，当调通了SPI后在降下等待时间。

我写的等待时间如下：

#define spi_delay(delay) \

{ \

while(i < delay) { \

__asm{ \

NOP; \

}; \

i -= 4; \

} \

}

呵呵，整个过程就是这样简单。

GPIO模拟SPI接口代码(3线8位)

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