51单片机——SPI
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UART、 I2C 和 SPI 是单片机系统中最常用的三种通信协议。
1、初步介绍
SPI 是一种高速的、全双工、同步通信总线，标准的 SPI 也仅仅使用 4 个引脚，常用于单片机和 EEPROM、FLASH、实时时钟、数字信号处理器等器件的通信。 SPI 通信原理比 I2C要简单，它主要是主从方式通信，这种模式通常只有一个主机和一个或者多个从机，标准的 SPI 是 4 根线，分别是 SSEL( 片选，也写作 SCS)、 SCLK( 时钟，也写作 SCK)、 MOSI( 主机输出从机输入Master Output/Slave Input) 和 MISO( 主机输入从机输出 Master Input/Slave Output)。
SSEL：从设备片选使能信号。如果从设备是低电平使能的话，当拉低这个引脚后，从设备就会被选中，主机和这个被选中的从机进行通信。
SCLK：时钟信号，由主机产生，和 I2C通信的 SCL 有点类似。
MOSI：主机给从机发送指令或者数据的通道。
MISO：主机读取从机的状态或者数据的通道。
2、工作模式
SPI 通信的主机也是我们的单片机，在读写数据时序的过程中，有四种模式;
CPOL:Clock Polarity，就是时钟的极性。通信的整个过程分为空闲时刻和通信时刻， 如果 SCLK 在数据发送之前和之后的空闲状态是高电平， 那么就是CPOL=1，如果空闲状态SCLK 是低电平，那么就是 CPOL=0。
CPHA: Clock Phase，就是时钟的相位。
#include
typedef unsigned char uchar;
sbit DS1302_CE = P1 ^ 7;
sbit DS1302_CK = P3 ^ 5;
sbit DS1302_IO = P3 ^ 4;
struct sTime //日期时间结构体定义
{
unsigned int year; //年
unsigned char mon; //月
unsigned char day; //日
unsigned char hour; //时
unsigned char min; //分
unsigned char sec; //秒
unsigned char week; //星期
};
/* 发送一个字节到DS1302通信总线上*/
void DS1302ByteWrite(uchar dat)
{
uchar mask;
for (mask = 0x01; mask != 0; mask <<= 1) //低位在前，逐位移出
{
if ((mask & dat) != 0) //首先输出该位数据
{
DS1302_IO = 1;
}
else
{
DS1302_IO = 0;
}
DS1302_CK = 1; //然后拉高时钟
DS1302_CK = 0; //再拉低时钟，完成一个位的操作
}
DS1302_IO = 1; //最后确保释放IO引脚
}
/* 由DS1302通信总线上读取一个字节*/
uchar DS1302ByteRead()
{
uchar mask;
uchar dat = 0;
for (mask = 0x01; mask != 0; mask <<= 1) //低位在前，逐位读取
{
if (DS1302_IO != 0) //首先读取此时的IO引脚，并设置dat中的对应位
{
dat |= mask;
}
DS1302_CK = 1; //然后拉高时钟
DS1302_CK = 0; //再拉低时钟，完成一个位的操作
}
return dat; //最后返回读到的字节数据
}
/* 用单次写操作向某一寄存器写入一个字节，reg-寄存器地址，dat-待写入字节*/
void DS1302SingleWrite(uchar reg, uchar dat)
{
DS1302_CE = 1; //使能片选信号
DS1302ByteWrite((reg << 1) | 0x80); //发送写寄存器指令
DS1302ByteWrite(dat); //写入字节数据
DS1302_CE = 0; //除能片选信号
}
/* 用单次读操作从某一寄存器读取一个字节，reg-寄存器地址，返回值-读到的字节*/
uchar DS1302SingleRead(uchar reg)
{
uchar dat;
DS1302_CE = 1; //使能片选信号
DS1302ByteWrite((reg << 1) | 0x81); //发送读寄存器指令
dat = DS1302ByteRead(); //读取字节数据
DS1302_CE = 0; //除能片选信号
return dat;
}
/* 用突发模式连续写入8个寄存器数据，dat-待写入数据指针*/
void DS1302BurstWrite(uchar *dat)
{
uchar i;
DS1302_CE = 1;
DS1302ByteWrite(0xBE); //发送突发写寄存器指令
for (i = 0; i < 8; i++) //连续写入8字节数据
{
DS1302ByteWrite(dat[i]);
}
DS1302_CE = 0;
}
/* 用突发模式连续读取8个寄存器的数据，dat-读取数据的接收指针*/
void DS1302BurstRead(uchar *dat)
{
uchar i;
DS1302_CE = 1;
DS1302ByteWrite(0xBF); //发送突发读寄存器指令
for (i = 0; i < 8; i++) //连续读取8个字节
{
dat[i] = DS1302ByteRead();
}
DS1302_CE = 0;
}
/* 获取实时时间，即读取DS1302当前时间并转换为时间结构体格式*/
void GetRealTime(struct sTime *time)
{
uchar buf[8];
DS1302BurstRead(buf);
time->year = buf[6] + 0x2000;
time->mon = buf[4];
time->day = buf[3];
time->hour = buf[2];
time->min = buf[1];
time->sec = buf[0];
time->week = buf[5];
}
/* 设定实时时间，时间结构体格式的设定时间转换为数组并写入DS1302*/
void SetRealTime(struct sTime *time)
{
uchar buf[8];
buf[7] = 0;
buf[6] = time->year;
buf[5] = time->week;
buf[4] = time->mon;
buf[3] = time->day;
buf[2] = time->hour;
buf[1] = time->min;
buf[0] = time->sec;
DS1302BurstWrite(buf);
}
/* DS1302初始化，如发生掉电则重新设置初始时间*/
void InitDS1302()
{
uchar dat;
struct sTime code InitTime[] = //2016年5月18日9:00:00 星期二
{
0x2016, 0x05, 0x18, 0x09, 0x00, 0x00, 0x02
};
DS1302_CE = 0; //初始化DS1302通信引脚
DS1302_CK = 0;
dat = DS1302SingleRead(0); //读取秒寄存器
if ((dat & 0x80) != 0) //由秒寄存器最高位CH的值判断DS1302是否已停止
{
DS1302SingleWrite(7, 0x00); //撤销写保护以允许写入数据
SetRealTime(&InitTime); //设置DS1302为默认的初始时间
}
}
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