Arduino - 串行外设接口

---

串行外设接口 (SPI) 总线是一种串行通信系统，最多使用四个导线，通常为三个。一根导体用于数据接收，一根用于数据发送，一根用于同步，另一根用于选择要通信的设备。它是全双工连接，这意味着数据的发送和接收是同时进行的。最大波特率高于I2C通信系统中的波特率。

板 SPI 引脚

SPI 使用以下四根线 -

• SCK - 这是由主机驱动的串行时钟。

• MOSI - 这是由主机驱动的主机输出/从机输入。

• MISO - 这是由主机驱动的主机输入/从机输出。

• SS - 这是从选择线。

使用以下函数。您必须包含 SPI.h。

• SPI.begin() - 通过将 SCK、MOSI 和 SS 设置为输出、将 SCK 和 MOSI 拉低、将 SS 拉高来初始化 SPI 总线。

• SPI.setClockDivider(divider) - 设置相对于系统时钟的 SPI 时钟分频器。在基于 AVR 的板上，可用的分频器为 2、4、8、16、32、64 或 128。默认设置为 SPI_CLOCK_DIV4，它将 SPI 时钟设置为系统时钟频率的四分之一（对于系统时钟频率为 5 Mhz）。板频率为 20 MHz）。

• 分频器- 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 传输基于同时发送和接收：接收到的数据在 receiveVal 中返回。

• SPI.beginTransaction(SPISettings(speedMaximum, dataOrder, dataMode)) − speedMaximum 是时钟、dataOrder（MSBFIRST 或 LSBFIRST）、dataMode（SPI_MODE0、SPI_MODE1、SPI_MODE2 或 SPI_MODE3）。

SPI 有四种操作模式，如下所示：

• 模式 0（默认） - 时钟通常为低电平 (CPOL = 0)，并且在从低电平到高电平（前沿）的转换时对数据进行采样 (CPHA = 0)。

• 模式 1 − 时钟通常为低电平 (CPOL = 0)，并且在从高电平到低电平（后沿）的转换时对数据进行采样 (CPHA = 1)。

• 模式 2 − 时钟通常为高电平 (CPOL = 1)，并且在从高电平到低电平（前沿）的转换时对数据进行采样 (CPHA = 0)。

• 模式 3 − 时钟通常为高电平 (CPOL = 1)，并且在从低电平到高电平（后沿）的转换时对数据进行采样 (CPHA = 1)。

• SPI.attachInterrupt(handler) - 当从设备从主设备接收数据时调用的函数。

现在，我们将两个 Arduino UNO 板连接在一起；一个作为主人，另一个作为奴隶。

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

地面是共同的。以下是两块板之间连接的示意图 -

让我们看看 SPI 作为主设备和 SPI 作为从设备的示例。

SPI 作为主控

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 作为从机

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
   }
}