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参考文章《SPI》

原理图

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GPIO 可以通过 IOF0 和 IOF1 功能，使得 SOC 中的外设能够复用 GPIO 的 32 根引脚与芯片外设进行通信，其接口分配表如下所示：

源码

嵌入式软件通过SPI发送十进制数据 “33” 给底层硬件

image

/*
 * spi.c
 *
 *  Created on: 2020年7月14日
 *      Author: anytao
 */


#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>
#include "platform.h"
#include <string.h>
#include "plic/plic_driver.h"
#include "encoding.h"
#include <unistd.h>
#include "stdatomic.h"


#define SPI2_MOSI_GPIO_OFFSET 27
#define SPI2_MISO_GPIO_OFFSET 28

#define SPI2_SCK_GPIO_OFFSET   29
#define SPI2_SCKMODE_CPOL 1
#define SPI2_SCKMODE_CPHA 0
#define SPI2_CS_GPIO_OFFSET     26     //



#define DATA_SIZE 20
int8_t spi_tx_data[DATA_SIZE];




void spi_init2()
{
    //GPIO IOF0  //SPI2   IOF0_SPI2_MASK
    GPIO_REG(GPIO_IOF_SEL)&= ~ ((0x1 << SPI2_MOSI_GPIO_OFFSET) |(0x1 << SPI2_SCK_GPIO_OFFSET)|(0x1 << SPI2_MISO_GPIO_OFFSET));
    //GPIO IOF0 Enable //SPI2   IOF (0x1 << SPI2_CS_GPIO_OFFSET)
    GPIO_REG(GPIO_IOF_EN)|= ((0x1 << SPI2_MOSI_GPIO_OFFSET)|(0x1 << SPI2_SCK_GPIO_OFFSET) |(0x1 << SPI2_MISO_GPIO_OFFSET));

    //禁止MOSI，SCK，CS的输入
    GPIO_REG(GPIO_INPUT_EN)     &= ~((0x1 << SPI2_MOSI_GPIO_OFFSET) |  (0x1 << SPI2_SCK_GPIO_OFFSET)|(0x1 << SPI2_CS_GPIO_OFFSET));
    //使能MOSI，SCK，CS的输出
    GPIO_REG(GPIO_OUTPUT_EN)    |=  ((0x1 << SPI2_MOSI_GPIO_OFFSET) |  (0x1 << SPI2_SCK_GPIO_OFFSET)|(0x1 << SPI2_CS_GPIO_OFFSET));
    //禁止MMISO的输出
    GPIO_REG(GPIO_OUTPUT_EN)    &= ~(0x1 << SPI2_MISO_GPIO_OFFSET);
    //使能MMISO的输入
    GPIO_REG(GPIO_INPUT_EN)     |=  (0x1 << SPI2_MISO_GPIO_OFFSET);

    //配置时钟寄存器：SCK的极性和相位，极性为0表示空闲状态为0，时钟的“前沿”为上升沿
    //相位为0，则数据在发送端的时钟后沿改变，在接收端的下一个时钟前沿被采样
    SPI2_REG(SPI_REG_SCKMODE) &= ~((0x1 << SPI2_SCKMODE_CPOL)|(0x1 << SPI2_SCKMODE_CPHA));
    //配置时钟频率分频系数寄存器
    //若SPI所处时钟域Freq_SPI
    //则分频系数=Freq_SPI/(2*(div+1))
    SPI2_REG(SPI_REG_SCKDIV)=0x08;

}


void Delay(unsigned int time){
    volatile unsigned int repeatcnt=0;
    repeatcnt=time;
    while(repeatcnt--);
}


uint8_t SPI_Send_ReadByte(uint8_t dat)   //SPI写数据，返回SPI的读数据
{
    SPI2_REG(SPI_REG_TXFIFO) = dat;
    Delay(50);
    return SPI2_REG(SPI_REG_RXFIFO)&0xff;
}


void main(){
    int i=0;
    //初始化SPI发送的数组
    for(i=0;i<DATA_SIZE;i=i+1){
        spi_tx_data[i]=i;
    }
    printf("spi is start");

    //SPi初始化
    spi_init2();

    //CS片选拉低
    GPIO_REG(GPIO_OUTPUT_VAL)&=~(0x1<<SPI2_CS_GPIO_OFFSET);
    Delay(50);
    //SPI发送数据
    SPI_Send_ReadByte(33);
    //CS片选拉高
    Delay(50);
    GPIO_REG(GPIO_OUTPUT_VAL)|=(0x1<<SPI2_CS_GPIO_OFFSET);
}

实验结果

在 verilog 中添加 SPI 解串程序，也就是将 MOSI 发出来的串行信号进行解串。

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通过加入ILA可以看到发送的数据如下图所示。

可以看到数据从 MSB 到 LSB 被解串出来，分别为0-0-1-0-0-0-0-1，对应十进制数 “33”

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工程获取

嵌入式spi.rar：嵌入式软件的工程（window环境：Eclipse+OpenOCD）

FPGA_nucleikit_spi.rar：FPGA程序

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