Arduino 串行外設(shè)接口

串行外設(shè)接口（SPI）總線是用于串行通信的系統(tǒng)，最多可使用四個(gè)導(dǎo)體，通常為三個(gè)。一個(gè)導(dǎo)體用于數(shù)據(jù)接收，一個(gè)導(dǎo)體用于數(shù)據(jù)發(fā)送，一個(gè)導(dǎo)體用于同步，另一個(gè)導(dǎo)體用于選擇與之通信的設(shè)備。它是一個(gè)全雙工連接，這意味著數(shù)據(jù)是同時(shí)發(fā)送和接收的。最大波特率高于I2C通信系統(tǒng)中的波特率。

板的SPI引腳

SPI使用以下四條線：

• SCK - 這是由主機(jī)驅(qū)動(dòng)的串行時(shí)鐘。

• MOSI - 這是由主機(jī)驅(qū)動(dòng)的主輸出/從輸入。

• MISO - 這是由主機(jī)驅(qū)動(dòng)的主輸入/從輸出。

• SS - 這是從機(jī)選擇線。

使用以下函數(shù)，必須包括SPI.h.

• SPI.begin() - 通過將SCK，MOSI和SS設(shè)置為輸出來初始化SPI總線，將SCK和MOSI拉低，將SS拉高。

• SPI.setClockDivider(分頻器) - 相對(duì)于系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置SPI時(shí)鐘分頻器。在基于AVR的板上，可用的分頻器為2，4，8，16，32，64或128。默認(rèn)設(shè)置為SPI_CLOCK_DIV4，它將SPI時(shí)鐘設(shè)置為系統(tǒng)時(shí)鐘的四分之一（對(duì)于20 MHz的電路板為5 Mhz）。

• Divider - 它可以是（SPI_CLOCK_DIV2，SPI_CLOCK_DIV4，SPI_CLOCK_DIV8，SPI_CLOCK_DIV16，SPI_CLOCK_DIV32，SPI_CLOCK_DIV64，SPI_CLOCK_DIV128）。

• SPI.transfer(val) - SPI傳輸基于同時(shí)發(fā)送和接收：接收的數(shù)據(jù)在receivedVal中返回。

• SPI.beginTransaction(SPISettings(speedMaximum，dataOrder，dataMode)) - speedMaximum是時(shí)鐘，dataOrder(MSBFIRST或LSBFIRST)，dataMode(SPI_MODE0，SPI_MODE1，SPI_MODE2或SPI_MODE3)。

SPI中有四種操作模式，如下所示：

• 模式0（默認(rèn)值） - 時(shí)鐘通常為低電平（CPOL = 0），數(shù)據(jù)在從低電平到高電平（前沿）（CPHA = 0）的轉(zhuǎn)換時(shí)采樣。

• 模式1 - 時(shí)鐘通常為低電平（CPOL = 0），數(shù)據(jù)在從高電平到低電平（后沿）（CPHA = 1）的轉(zhuǎn)換時(shí)采樣。

• 模式2 - 時(shí)鐘通常為高電平（CPOL = 1），數(shù)據(jù)在從高電平到低電平（前沿）（CPHA = 0）的轉(zhuǎn)換時(shí)采樣。

• 模式3 - 時(shí)鐘通常為高電平（CPOL = 1），數(shù)據(jù)在從低電平到高電平（后沿）（CPHA = 1）的轉(zhuǎn)換時(shí)采樣。

• SPI.attachInterrupt(handler) - 當(dāng)從設(shè)備從主設(shè)備接收數(shù)據(jù)時(shí)調(diào)用的函數(shù)。

現(xiàn)在，我們將兩個(gè)Arduino UNO板連接在一起；一個(gè)作為主機(jī)，另一個(gè)作為從機(jī)。

• (SS)：引腳10
• (MOSI)：引腳11
• (MISO)：引腳12
• (SCK)：引腳13

接地是常見的。以下是兩個(gè)電路板之間的連接的圖示：

讓我們看看SPI作為主機(jī)和SPI作為從機(jī)的例子。

SPI為主機(jī)

例子

#include <SPI.h>

void setup (void) {
   Serial.begin(115200); //set baud rate to 115200 for usart
   digitalWrite(SS, HIGH); // disable Slave Select
   SPI.begin ();
   SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV8);//divide the clock by 8
}

void loop (void) {
   char c;
   digitalWrite(SS, LOW); // enable Slave Select
   // send test string
   for (const char * p = "Hello, world!\r" ; c = *p; p++) {
      SPI.transfer (c);
      Serial.print(c);
   }
   digitalWrite(SS, HIGH); // disable Slave Select
   delay(2000);
}

SPI為從機(jī)

例子

#include <SPI.h>
char buff [50];
volatile byte indx;
volatile boolean process;

void setup (void) {
   Serial.begin (115200);
   pinMode(MISO, OUTPUT); // have to send on master in so it set as output
   SPCR |= _BV(SPE); // turn on SPI in slave mode
   indx = 0; // buffer empty
   process = false;
   SPI.attachInterrupt(); // turn on interrupt
}
ISR (SPI_STC_vect) // SPI interrupt routine { 
   byte c = SPDR; // read byte from SPI Data Register
   if (indx < sizeof buff) {
      buff [indx++] = c; // save data in the next index in the array buff
      if (c == '\r') //check for the end of the word
      process = true;
   }
}

void loop (void) {
   if (process) {
      process = false; //reset the process
      Serial.println (buff); //print the array on serial monitor
      indx= 0; //reset button to zero
   }
}