MSP430 SPI总线详解
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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。具体方式如下(图截自 用户指南)：四线主机模式：STE为高电平，SIMO和UCLK操作正常；STE为低电平，SIMO和UCLK被置为输入方向，主机控制权让出。
四线从机模式：STE为高电平，从机的发送和接收无效，且把SOMI置为输入方向；STE为低电平，发送接收正常，SOMI也为正常输出。USART模块串行时钟极性和相位设置：
USART的时钟UCLK的极性和相位由位于UxTCTL寄存器的CKPH和CKPL位控制，具体如下图：在程序中，我分别称之为，时钟模式0、时钟模式1、时钟模式2、时钟模式3。
USART的波特率产生，SPI不同于异步通信：异步通信由UxBR1UxBR0UxMCTL三个寄存器控制，以产生标准频率；而同步模式，主从设备用同一个时钟，不再需要产生标准时钟，故而不再用UxMCTL寄存器，设其值为0.
其他的，与异步通信基本一致，这里不再细说。具体参考用户指南。
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。此程序采用和我之前的UART程序库类似的结构，写入数据后进入低功耗等待中断，判断标志位进行写入数据和读取数据。
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。
由于，我即将使用的SPI设备（AD7708）不是字符型设备，这里不再实现写入字符串函数，也不再移植printf和scanf函数，如若需要可以自己添加，printf和scanf的移植参考：MSP430程序库<四>printf和scanf函数移植
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();
}
}
这里只是一个简单的使用示例，详细的使用，将会在下一篇给出，下一篇：MSP430程序库<六>通过SPI操作AD7708；将会使
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