MSP430程序库SPI同步串行通信

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MSP430程序库SPI同步串行通信 [复制链接]

硬件介绍：
SPI：SPI是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的，它是一种同步的高速串行通信协议，有关SPI协议的详细内容，参考：SPI_互动百科。

MSP430对SPI的支持：当msp430USART模块控制器UxCTL的位SYNC置位时，USART模块工作于同步模式，对于149即工作于SPI模式，若是169，USART0可以支持I2C，可以通过另一控制位I2C控制，I2C位0则工作于SPI。在SPI模式下，允许单片机以确定的速率发送和接收7位或8位数据。

同步通信与异步通信类似；同步通信和异步通信寄存器资源一致，具体寄存器的不同位之间的功能存在差异；具体寄存器内容参见TI提供的用户指南。

USART模块的SPI操作可以是3线和4线，其信号如下：
SIMO：从进主出，主机模式下，数据输出；从机模式下，数据输入。
SOMI：从出主进，主机模式下，数据输入；从机模式下，数据输出。
UCLK：USART SPI模式时钟，信号有主机输出，从机输入。
STE：从机模式发送接收允许控制脚，用于4线模式，控制多主从系统中多个从机，避免发生冲突。

程序实现：
程序和异步通信方式类似：首先是初始化函数，然后是读取数据、写入数据函数。

这里函数只实现430的主机模式，如需从机模式可以仿照我的程序，进行简化实现。


初始化函数：SpiMasterInit，实现主机模式的初始化工作，函数内容如下：

char SpiMasterInit(long baud,char dataBits,char mode,char clkMode)
{
    long int brclk;                 //波特率发生器时钟频率

    UxCTL |= SWRST;                 //初始

    //反馈选择位，为1，发送的数被自己接收，用于测试，正常使用时注释掉
    //UxCTL |= LISTEN;

    UxCTL |= SYNC + MM;             //SPI 主机模式

    //时钟源设置
    UxTCTL &=~ (SSEL0+SSEL1);       //清除之前的时钟设置
    if(baud<=16364)                 //
    {
      UxTCTL |= SSEL0;              //ACLK，降低功耗
      brclk = 32768;                //波特率发生器时钟频率=ACLK(32768)
    }
    else
    {
      UxTCTL |= SSEL1;              //SMCLK，保证速度
      brclk = 1000000;              //波特率发生器时钟频率=SMCLK(1MHz)
    }

    //------------------------设置波特率-------------------------   
    if(baud < 300||baud > 115200)   //波特率超出范围
    {
        return 0;
    }
    //设置波特率寄存器
    int fen = brclk / baud;         //分频系数
    if(fen<2)return (0);            //分频系数必须大于2
    else
    {
        UxBR0 = fen / 256;
        UxBR1 = fen % 256;
    }

    //------------------------设置数据位-------------------------   
    switch(dataBits)
    {
        case 7:case'7': UxCTL &=~ CHAR; break;      //7位数据
        case 8:case'8': UxCTL |= CHAR;  break;      //8位数据
        default :       return(0);                  //参数错误
    }
    //------------------------设置模式---------------------------   
    switch(mode)
    {
        case 3:case'3': UxTCTL |= STC;  USPI3ON;    break;  //三线模式
        case 4:case'4': UxTCTL &=~ STC; USPI4ON;    break;  //四线模式
        default :       return(0);                          //参数错误
    }

    //------------------------设置UCLK模式-----------------------  
    switch(clkMode)
    {
        case 0:case'0': UxTCTL &=~ CKPH; UxTCTL &=~ CKPL;   break;  //模式0
        case 1:case'1': UxTCTL &=~ CKPH; UxTCTL |= CKPL;    break;  //模式1
        case 2:case'2': UxTCTL |= CKPH;  UxTCTL &=~ CKPL;   break;  //模式2
        case 3:case'3': UxTCTL |= CKPH;  UxTCTL |= CKPL;    break;  //模式3
        default :       return(0);                                  //参数错误
    }

    UxME |= USPIEx;             //模块使能

    UCTL0 &= ~SWRST;            // Initialize USART state machine

    UxIE |= URXIEx + UTXIEx;    // Enable USART0 RX interrupt

    return(1);                  //设置成功
}
程序注释已经比较详细，这里不再细说；如果要改为从机模式，把时钟设置和波特率设置去掉应该就可以了。

发送函数和接收函数：

void SpiWriteDat(char c)
{
    while (TxFlag==0) SpiLpm();  // 等待上一字节发完，并休眠
    TxFlag=0;                     //
    UxTXBUF=c;
}
char SpiReadDat()
{
    while (RxFlag==0) SpiLpm(); // 收到一字节?
    RxFlag=0;
    return(UxRXBUF);
}
发送和接收函数和异步通信里面的几乎一样，如果标志位为0，则等待改变为1，然后写入或读出；标志位在中断函数里被更改；中断函数如下：

#pragma vector=USARTxRX_VECTOR
__interrupt void UartRx()
{
    RxFlag=1;
    __low_power_mode_off_on_exit();
}
#pragma vector=USARTxTX_VECTOR
__interrupt void UartTx ()
{
    TxFlag=1;
    __low_power_mode_off_on_exit();
}
中断里面仅仅置标志位后，就退出低功耗；退出后即写入或者读取数据。

读取或写入函数调用的SpiLpm函数：

void SpiLpm()
{
    if(UxTCTL&SSEL0) LPM3;  //若以ACLK 作时钟，进入LPM3休眠(仅打开ACLK)
    else             LPM0;  //若以SMCLK作时钟，进入LPM0休眠(不关闭SMCLK)
}
根据不同情况进入低功耗，如果单片机其他地方不允许进入低功耗，可以更改这个函数。

程序部分就这么多了。需要的函数在头文件里面声明，方便使用。

使用示例：
程序使用方式和之前的程序库相同，加入c文件，包含h文件，调用初始化函数后即可掉用程序库中的函数。

#include "msp430x16x.h"   //430寄存器头文件
#include "Spi.h"         //串口通讯程序库头文件

void main()
{
    // Stop watchdog timer to prevent time out reset
    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;

    ClkInit();
    // 主机模式，波特率25000,8位数据位，三线模式，时钟模式0（具体见spi.c）
    SpiMasterInit(25000,8,3,0);
    _EINT();


    while(1)                    //串口测试
    {
        SpiWriteDat(0X20);
        char a = SpiReadDat();
    }
}