英創(chuàng)信息技術(shù)EM9170 SPI接口用戶指南簡介

1、功能描述

EM9170提供了一路硬件4線制SPI接口供用戶使用，它的4條信號線與系統(tǒng)的GPIO復(fù)用，系統(tǒng)上電后，對應(yīng)管腳默認(rèn)為GPIO狀態(tài)（詳見《EM9170工控主板數(shù)據(jù)手冊 》），當(dāng)在應(yīng)用程序中打開SPI接口后，對應(yīng)的信號線將自動切換到SPI狀態(tài)。EM9170 SPI接口支持以下特性：

· 4線制全雙工同步串行接口
· 主控（Master）工作模式
· 可以配置SPI時鐘信號（SPI_SCLK）的相位和極性
· 支持1至32-bit可配置的數(shù)據(jù)通訊位寬
· 支持DMA操作方式
· 最高波特率16Mbps

SPI通訊的時序簡單，主要是在SPI時鐘（SCLK）的同步下，在兩個設(shè)備的移位寄存器間進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。EM9170的SPI接口可以配置SCLK的極性（POL）和相位(PHA)，圖1為設(shè)置不同的相位和極性配置時，時鐘信號的輸出波形。

圖1：SPI總線SCLK和MOSI,MISO之間的關(guān)系

圖1中的時鐘極性（POL）決定了SPI串行時鐘信號線(SCLK)空閑時的電平，如果POL=0，串行時鐘空閑時為低電平，POL=1串行時鐘空閑時為高電平。時鐘相位(PHA) 用來決定數(shù)據(jù)在什么時刻輸出和鎖存輸入。如果 PHA=0，SPI控制器在SCLK的下降沿輸出數(shù)據(jù)，在SCLK上升沿鎖存輸入的數(shù)據(jù)。當(dāng)PHA=1時，將在SCLK上升沿輸出數(shù)據(jù)，而在SCLK下降沿鎖存輸入數(shù)據(jù)。SPI線上的主從設(shè)備必須根據(jù)具體情況設(shè)置匹配的傳輸時序模式，時序只有匹配，數(shù)據(jù)才能正常通訊。

2、操作說明

2.1 打開SPI端口
通過調(diào)用CreateFile( )函數(shù)來打開系統(tǒng)的SPI設(shè)備，設(shè)備名稱為“SPI1:”如下所示：

// Open the SPI port.
hSPI = CreateFile (TEXT”SPI1:”, // name of device
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // access (read-write) mode
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, // sharing mode
NULL, // security attributes (ignored)
OPEN_EXISTING, // creation disposition
FILE_FLAG_RANDOM_ACCESS, // flags/attributes
NULL); // template file (ignored)

2.2 數(shù)據(jù)通訊
在進(jìn)行SPI數(shù)據(jù)通訊前，需要調(diào)用SPIConfig()函數(shù)對SPI總線做相應(yīng)的配置，函數(shù)申明如下：

BOOL SPIConfig( HANDLE hCSPI, PCSPI_BUSCONFIG_T pCspiConfig );

其中參數(shù)pCspiConfig為SPI總線配置結(jié)構(gòu)體，其定義如下：

typedef struct
{ // CSPI bus configuration
UINT32 freq; // SPI波特率：<=16Mbps
UINT8 bitcount; // 數(shù)據(jù)位寬：1～32bit
BOOL pol; // 設(shè)置時鐘極性
BOOL pha; // 設(shè)置時鐘相位
} CSPI_BUSCONFIG_T, *PCSPI_BUSCONFIG_T;

用戶調(diào)用SPIExchange()函數(shù)來完成一次數(shù)據(jù)收發(fā)，函數(shù)申明如下：

BOOL SPIExchange(
HANDLE hCSPI, // 由CreateFile創(chuàng)建的HANDLE
PVOID pTxBuf, // 發(fā)送數(shù)據(jù)緩存
PVOID pRxBuf, // 接收數(shù)據(jù)緩存
UINT32 xchCnt ); // 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)個數(shù)

需要注意的是，參數(shù)pTxBuf和pRxBuf是LPVOID型指針變量，當(dāng)設(shè)置SPI通訊位寬（CSPI_BUSCONFIG_T的bitcount成員）為1～8時，數(shù)據(jù)收發(fā)緩存（pTxBuf和pRxBuf）需要定義為UNIT8數(shù)據(jù)類型，當(dāng)SPI通訊位寬為9～16時，數(shù)據(jù)收發(fā)緩存需要定義為UINT16類型，當(dāng)SPI通訊位數(shù)為17～32時，數(shù)據(jù)收發(fā)緩存要定義成UINT32數(shù)據(jù)類型。

下面是示例程序片斷：

HANDLE hSPI; // 定義SPI操作HANDLE
DWORD dwXchCnt; // 定義傳輸字節(jié)個數(shù)
CSPI_BUSCONFIG_T spiConfig; // 定義SPI總線配置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體
spiConfig.bitcount = 8; // bit count=8
spiConfig.freq = 16000000; // XCH speed = 16M
spiConfig.pha = FALSE; // Phase 0 operation
spiConfig.pol = FALSE; // Active high operation
// if 1<=cspiConfig.bitcount<=8 收發(fā)緩存需要定義為UINT8類型
UINT8 TxData[1024] = { 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05 };
UINT8 RxData[1024];
// if 9<=cspiConfig.bitcount<=16 收發(fā)緩存需要定義為UINT16類型
// UINT16 TxData[1024] = { 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05 };
// UINT16 RxData[1024];
// if 17<=cspiConfig.bitcount<=32 收發(fā)緩存需要定義為UINT32類型
// UINT32 TxData[1024] = { 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05 };
// UINT32 RxData[1024];
// 打開SPI總線 (SPIOpen( )內(nèi)部調(diào)用了CreateFile()函數(shù))
hSPI = SPIOpen( TEXT(“SPI1:”) );
SPIConfig( hSPI, &spiConfig ); // 設(shè)置SPI總線配置信息
dwXchCnt = 5; // 傳輸5個數(shù)據(jù)
SPIExchange( hSPI, TxData, RxData, dwXchCnt ); // 進(jìn)行SPI數(shù)據(jù)傳輸，傳輸5個數(shù)據(jù)

2.3 關(guān)閉SPI
調(diào)用CloseHandle函數(shù)關(guān)閉由CreateFile創(chuàng)建的HANDLE即可關(guān)閉SPI端口。

CloseHandle（ hSPI）;