SPI

SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，就是串行外围设备接口。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议.

► SPI串行接口
    SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设置FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT或INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。
    SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（用于单向传输时，也就是半双工方式）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入），SDO（数据输出），SCK（时钟），CS（片选）。
    ① SDO – 主设备数据输出，从设备数据输入
    ② SDI – 主设备数据输入，从设备数据输出
    ③ SCLK – 时钟信号，由主设备产生
    ④ CS – 从设备使能信号，由主设备控制
    其中CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效。这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。
    接下来就负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCK时钟线存在的原因，由SCK提供时钟脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 SDO线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输，输入也使用同样原理。这样，在至少8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次），就可以完成8位数据的传输。
    要注意的是，SCK信号线只由主设备控制，从设备不能控制信号线。同样，在一个基于SPI的设备中，至少有一个主控设备。这样传输的特点：这样的传输方式有一个优点，与普通的串行通讯不同，普通的串行通讯一次连续传送至少8位数据，而SPI允许数据一位一位的传送，甚至允许暂停，因为SCK时钟线由主控设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。也就是说，主设备通过对SCK时钟线的控制可以完成对通讯的控制。SPI还是一个数据交换协议：因为SPI的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。不同的SPI设备的实现方式不尽相同，主要是数据改变和采集的时间不同，在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义，具体请参考相关器件的文档。
    在点对点的通信中，SPI接口不需要进行寻址操作，且为全双工通信，显得简单高效。在多个从设备的系统中，每个从设备需要独立的使能信号，硬件上比I2C系统要稍微复杂一些。
最后，SPI接口的一个缺点：没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。

► S3C2440的SPI特性
    S3C2440A包括2个SPI接口，每个接口分别由两个8位数据移位器用于发送和接收。在SPI发送器件，数据同时发送（串行移出）和接收（串行移入），在某个频率下8位串行数据由相应的控制寄存器设置决定。
    S3C2440的SPI特性如下：
    ◎ 支持两个通道的SPI；
    ◎ 兼容SPI协议（2.11版本）；
    ◎ 8位发送移位寄存器；
    ◎ 8为接收移位寄存器；
    ◎ 8位预定标器；
    ◎ 查询，中断和DMA传输模式；
    ◎ 容忍5V输入，除nSS。

► S3C2440的SPI寄存器S3C2440定时器：
    ● SPI控制寄存器（SPCONn）；
    ● SPI状态寄存器（SPSTAn）；
    ● SPI引脚控制寄存器（SPPINn）；
    ● SPI波特率预标定器寄存器（SPPREn）；
    ● SPI发送/接收数据寄存器（SPTDATn）（SPRDATn）。
    SPI寄存器具体说明请查阅S3C2440芯片手册。

► S3C2440的SPI操作
    使用SPI接口，S3C2440A可以和外部设备发送/接收8位数据。一个串行时钟线来同步两个用于信息移位和采用的数据线。当SPI是主机时，传输频率通过设定SPPREn寄存器的相应位来控制。你可以修改其频率来调节波特率数据寄存器的值。如果SPI是从属，其他的主机提供时钟。当程序写字节数据到SPTDATn寄存器时，SPI发送/接收操作会同时开始。在这种情况下，在写字节数据到SPTDATn之前，nSS应该被激活。
    当程序写字节数据到SPTDATn寄存器，如果ENSCK、SPCONn寄存器的MSTR被置位，SPI开始发送。你可以使用一个典型的编程步骤操作SPI接口，基本步骤如下：
    ① 时钟波特率与定标器寄存器（SPPREn）；
    ② 设置SPCONn合理配置SPI模块；
    ③ 写数据0xFF到SPTDATn；
    ④ 设置一个GPIO引脚，其作为nSS，低电平片选使能；
    ⑤ 发送数据→检查传输准备标志（REDY=1）的状态，然后写数据到SPTDATn；
    ⑥ 接收数据→写数据0xFF到SPTDATn→确认REDY置1，然后读取缓存数据；
    ⑦ 设置一个GPIO引脚，其作为nSS，高电平解除片选。

► S3C2440的SPI初始化
    ♥ 配置IO脚为SPI接口
    ♥ 开始SPI寄存器的配置
    ① SPPRE，设置传送频率，即SPICLK的频率
                SPI_CLK=PCLK/2/(SPPRE+1)
    ② SPCON 寄存器
    该寄存器有 7 位，对应的控制包括：SPIMOD（6：5），SCK enable (4)，master/slave (3),CPOL(2)，CPHA(1)，TAGD(0).具体怎么设置根据自己的需要设置就OK。
    ③ SPPIN 寄存器
    就三个寄存器，都设置好后就可以写和接收数据，写之前记得要检查SPSTA的 REDY位是否为 1。
    NOTE： 配置好IO之后，发现写SPCON寄存器无效，CLKCON寄存器的SPI位没有激活，所以写寄存器之前记得要检查CLKCON的状态

1. void  S3C2440_SPI0Init(void)
   
2. {  
   
3. //-----------SPI0引脚初始化------------
   
4. rGPECON &= ~(0x3F<<22);                        //GPE11、GPE12、GPE13
   
5. rGPECON |= (0x2A<<22);                        //SPIMISO0、SPIMOSI0、SPICLK0
   
6. rGPGCON |= (0x3<<4);                                //nSS0/GPG2
   
7. 
   
8. rGPEUP |= (0x7<<11);
   
9. rGPGUP |= (1<<2);
   
10. //----------SPI0寄存器初始化-----------  
    
11. rSPPRE0 = 25;
    
12. rSPCON0 = 0x1C;        // 设置SPI接口模式，MSTR=1，主模式，CPOL=1，CPHA=0
    
13. }