GPIO模擬SPI介面程式碼(3線8位)
http://blog.csdn.net/sanchuyayun/article/details/48394381
關於SPI，不同的晶片具體通訊方式可能會不大一樣，所以要具體問題具體分析，下面是最近做LCD時碰到的兩個模擬SPI協議的程式碼，晶片通訊方式不同，程式碼也就不同了
SPI的工作原理不多說，網上一大把。
1.一款夏普的屏，hx8363A,和host的接法是三線的SPI
寫:
讀:
如上圖，發命令D/CX是0，如果是引數D/CX就是1.
下面是相關程式碼
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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 intdata,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);
- }
- }
讀寫的時候加上start_lcd和stop_lcd
start_lcd();
send_ctrl_cmd(0xB9);
send_data_cmd(0xFF);
stop_lcd();
二.
1.最近又調了一款屏，nt35510，也是用的是spi，但是他的暫存器是16位的，通訊的時候也有些區別
上圖為寫時序，由於是16位暫存器，所以地址要分兩次發，一次發暫存器高位，一次發低位。每次發兩個byte,第一個byte包含一些標誌資訊,讀寫/dcx/高低位 等，第二個byte就是具體的資料(這裡是暫存器地址的高低位)
地址發完後再發引數，和上面一樣，一個包包含兩個byte，一個是標誌資訊，一個是資料
下面為相關的程式碼
點選(此處)摺疊或開啟
- 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); //發標志位
-
- UDELAY(1);
- write_lcd_datas(highbyte,8); //發命令高位
- stop_lcd();
-
- start_lcd();
- UDELAY(1);
- write_lcd_datas(0x00,8); //發標志位
-
- UDELAY(1);
- write_lcd_datas(lowbyte,8); //發命令低位
- stop_lcd();
- }
- static void write_lcd_data(unsigned char data)
- {
- unsigned int x;
- start_lcd();
- UDELAY(1);
- write_lcd_datas(0x40,8); //發標志位
-
- UDELAY(1);
- write_lcd_datas(data,8); //發引數低位
- 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));
- }
寫暫存器的時候直接這樣寫就行了
send_ctrl_cmd(0xFF,0x00);
send_data_cmd(0xAA);
一 SPI協議概括
SPI，是英語Serial Peripheral interface的縮寫，顧名思義就是序列外圍裝置介面。是Motorola首先在其MC68HCXX系列處理器上定義的。SPI介面主要應用在 EEPROM，FLASH，實時時鐘，AD轉換器，還有數字訊號處理器和數字訊號解碼器之間。SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通訊匯流排，並且在晶片的管腳上只佔用四根線，節約了晶片的管腳，同時為PCB的佈局上節省空間，提供方便，正是出於這種簡單易用的特性，現在越來越多的晶片集成了這種通訊協議，比如AT91RM9200.
SPI的通訊原理很簡單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個主裝置和一個或多個從裝置，需要至少4根線，事實上3根也可以（單向傳輸時）。也是所有基於SPI的裝置共有的，它們是SDI（資料輸入），SDO（資料輸出），SCK（時鐘），CS（片選）。
（1）SDO – 主裝置資料輸出，從裝置資料輸入
（2）SDI – 主裝置資料輸入，從裝置資料輸出
（3）SCLK – 時鐘訊號，由主裝置產生
（4）CS – 從裝置使能訊號，由主裝置控制
其中CS是控制晶片是否被選中的，也就是說只有片選訊號為預先規定的使能訊號時（高電位或低電位），對此晶片的操作才有效。這就允許在同一總線上連線多個SPI裝置成為可能。
接下來就負責通訊的3根線了。通訊是通過資料交換完成的，這裡先要知道SPI是序列通訊協議，也就是說資料是一位一位的傳輸的。這就是SCK時鐘線存在的原因，由SCK提供時鐘脈衝，SDI，SDO則基於此脈衝完成資料傳輸。資料輸出通過SDO線，資料在時鐘上升沿或下降沿時改變，在緊接著的下降沿或上升沿被讀取。完成一位資料傳輸，輸入也使用同樣原理。這樣，在至少8次時鐘訊號的改變（上沿和下沿為一次），就可以完成8位資料的傳輸。
要注意的是，SCK訊號線只由主裝置控制，從裝置不能控制訊號線。同樣，在一個基於SPI的裝置中，至少有一個主控裝置。這樣傳輸的特點：這樣的傳輸方式有一個優點，與普通的序列通訊不同，普通的序列通訊一次連續傳送至少8位資料，而SPI允許資料一位一位的傳送，甚至允許暫停，因為SCK時鐘線由主控裝置控制，當沒有時鐘跳變時，從裝置不採集或傳送資料。也就是說，主裝置通過對SCK時鐘線的控制可以完成對通訊的控制。SPI還是一個數據交換協議：因為SPI的資料輸入和輸出線獨立，所以允許同時完成資料的輸入和輸出。不同的SPI裝置的實現方式不盡相同，主要是資料改變和採集的時間不同，在時鐘訊號上沿或下沿採集有不同定義，具體請參考相關器件的文件。
在點對點的通訊中，SPI介面不需要進行定址操作，且為全雙工通訊，顯得簡單高效。在多個從裝置的系統中，每個從裝置需要獨立的使能訊號，硬體上比I2C系統要稍微複雜一些。
最後，SPI介面的一個缺點：沒有指定的流控制，沒有應答機制確認是否接收到資料。
AT91RM9200的SPI介面主要由4個引腳構成：SPICLK、MOSI、MISO及 /SS，其中SPICLK是整個SPI匯流排的公用時鐘，MOSI、MISO作為主機，從機的輸入輸出的標誌，MOSI是主機的輸出，從機的輸入，MISO 是主機的輸入，從機的輸出。/SS是從機的標誌管腳，在互相通訊的兩個SPI匯流排的器件，/SS管腳的電平低的是從機，相反/SS管腳的電平高的是主機。在一個SPI通訊系統中，必須有主機。SPI匯流排可以配置成單主單從，單主多從，互為主從。
SPI的片選可以擴充選擇16個外設,這時PCS輸出=NPCS,說NPCS0~3接4-16譯碼器,這個譯碼器是需要外接4-16譯碼器，譯碼器的輸入為NPCS0~3，輸出用於16個外設的選擇。
詳細的SPI規範可參考SPI協議。
二 GPIO模擬SPI的實現
下面將結合本人專案中的經驗來詳細描述如何用GPIO來模擬SPI協議
專案中要求實現一塊LCD為ssd1815br1的驅動，它與BB的通訊使用SPI協議，由於BB上SPI匯流排已使用完，因此考慮使用GPIO來模擬實現。
GPIO對應SPI引腳的關係如下：
（1）SDO – GPIO0 （BB到LCD的資料線）
（2）SDI – 無，因為暫時不需要BB接收來自LCD的資料
（3）SCLK – GPIO1
（4）CS – 接地， 使LCD一直處於使能狀態。
接下來就是要實現SPI的協議了， SPI有4種傳輸模式：
點選(此處)摺疊或開啟
- 開發者可根據具體裝置使用的是哪種模式來實現之，我們專案種的這塊LCD的模式為CPOL=1, CPHA=1.
- 具體實現如下：
- #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);
- }
- }
實際上模擬SPI是很簡單的事情，只要對照SPI傳輸模式的時序圖來模擬就行了。需要注意的是一定要有個等待時間，以使資料在資料線上穩定下來，並使裝置端有時間取資料。剛開始除錯的時候可以適當把等待時間延長一點，當調通了SPI後在降下等待時間。
我寫的等待時間如下：
#define spi_delay(delay) \
{ \
register uint32 i = 0; \
while(i < delay) { \
__asm{ \
NOP; \
NOP; \
NOP; \
NOP; \
}; \
i -= 4; \
} \
}
呵呵，整個過程就是這樣簡單。