SPI协议是主从模式:从机不主动发起访问,总是被动执行操作。
CSN:片选信号。
SCK:时钟信号。
MOSI:master output slave input,即主机输出从机输入。可以理解主机写从设备。
MISO:master input slave output,即主机输入从机输出。可以理解主机读从设备。
SPI全称:Serial Peripheral interface,即串行外围设备接口。SPI协议自然是串行地传输数据,每次
按 1 bit读写设备,而不是像并行每次1byte(8bit)传输。
nRF24L01支持标准SPI四线接口。以nRF24L01芯片的PDF为例说明SPI的基本读写。
如图示为SPI读时序和写时序。按照读写时序输出字节(MOSI)就会从MSB 循环输出,同将输入字节(MISO)从LSB 循环移入,每次移动一位。
显然对于nRF24L01来说上升沿输入,下降沿输出。也即是说:MCU在时钟信号的上升沿时写(write),下降沿时读(read).
单字节读时序:
/*
**函数名
:SPI_Read_OneByte
**返回值
:temp
--SPI读取的一字节数据
**参 数
:None
**描 述
:下降沿读数据,每次读取 1 bit
*/
uint8 SPI_Read_OneByte
(void
)
{
uint8 i
;
uint8 temp
=0
;
for(i
=0
;i
<8
;i
++)
{
temp
<<=1
; //读取MISO 8次输入的值,存入temp。之所以不放在“SCK
=0”语句之后的位置是因为:
//读取最后1byte的最后一位
(即LSB
)之后,不能再左移了
SCK
=1
;
if(MISO
) //读取最高位,保存至最末尾,通过左移位完成读整个字节
temp
|=0x01
;
else
temp
&=~0x01
;
SCK
=0
; //下降沿来了
(SCK从1
-->0
),MISO上的数据将发生改变,稳定后读取存入temp
}
return temp
;
}
单字节写时序:
/*
**函数名
:SPI_Write_OneByte
**返回值
:None
**参 数
:u8_writedata
--SPI写入的一字节数据
**描 述
:上升沿写数据,每次写入 1 bit
*/
void SPI_Write_OneByte
(uint8 u8_writedata
)
{
uint8 i
;
for(i
=0
;i
<8
;i
++)
{
if(u8_writedata
&0x80
)//判断最高位,总是发送最高位
MOSI_ON
; //MOSI输出1,数据总线准备数据1
else
MOSI_OFF
; //MOSI输出0,数据总线准备数据0
SCK
=1
; //上升沿来了
(SCK从0
-->1
),数据总线上的数据写入到器件
u8_writedata
<<=1
; //左移抛弃已经输出的最高位
SCK
=0
;//拉低SCK信号,初始化为0
}
}
在此基础可以写出nRF24L01寄存器的读写函数。
nRF24L01寄存器写入函数:
/*
**函数名
:nRF24L01_WriteReg
**返回值
:None
**参 数
:(1
)uint8 addr
--寄存器地址
**(2
)uint8 value
--写入值
**说 明
:nRF24L01寄存器写函数
*/
void nRF24L01_WriteReg
(uint8 addr
,uint8 value
)
{
CSN_OFF
(); //CS片选拉低
SPI_Write_OneByte
(addr
|WR
);//SPI写地址命令
SPI_Write_OneByte
(value
);//SPI写数据
CSN_ON
(); //CS片选拉高
}
nRF24L01读寄存器函数:
/*
**函数名
:nRF24L01_ReadReg
**返回值
:value
--读取寄存器值
**参 数
:addr
--寄存器地址
**说 明
:nRF24L01寄存器读函数
*/
uint8 nRF24L01_ReadReg
(uint8 addr
)
{
uint8 value
;
CSN_OFF
();//CS片选拉低
SPI_Write_OneByte
(addr
|RR
);//SPI写地址命令
value
=SPI_Read_OneByte
();//SPI读数据
CSN_ON
();//CS片选拉高
return value
;
}
注:可以整合读写程序如下:
/*
**函数名
:SPI_WriteAndRead_OneByte
**返回值
:u8_readdata
--SPI读取的一字节数据
**参 数
:u8_writedata
--SPI写入的一字节数据
**描 述
:上升沿写,下降沿读
*/
uint8 SPI_WriteAndRead_OneByte
(uint8 u8_writedata
)
{
uint8 i
;
uint8 u8_readdata
=0x00
;
for(i
=0
;i
<8
;i
++)
{
u8_readdata
<<=1
;//读取MISO 8次输入的值,存入u8_readdata。
if(u8_writedata
&0x80
)//判断最高位,总是写最高位(输出最高位)
MOSI_ON
; //MOSI输出1,数据总线准备数据1
else
MOSI_OFF
;//MOSI输出0,数据总线准备数据0
u8_writedata
<<=1
; //左移抛弃已经输出的最高位
SCK
=1
; //上升沿来了
(SCK从0
-->1
),数据总线上的数据写入器件
if(MISO
)//读取最高位,保存至最末尾,通过左移位完成读整个字节
u8_readdata
|=0x01
;
else
u8_readdata
&=~0x01
;
SCK
=0
;//下降沿来了
(SCK从1
-->0
),MISO上将产生新的数据,读取存入u8——readdata
}
return u8_readdata
;
}