135319 (721861), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Если SPI сконфигурирован как ведущий (установлен бит MSTR в SPCR), пользователь может задавать направление ввода для ножки SS. Если SS сконфигурирован на вывод, ножка работает как бит ввода/вывода общего назначения не влияющий на работу SPI. Если ножка сконфигурирована на ввод, на нее необходимо подать высокий уровень, чтобы SPI работал в режиме ведущего. Если в режиме ведущего ножка SS установлена на ввод и внешним устройством устанавливается в низкий уровень, системой SPI это воспринимается как выбор шины другим ведущим устройством и попытка передать данные ведомому. Для избежания конфликтов на шине система SPI делает следующее:
1. Сбрасывается бит MSTR в SPCR, система SPI становится ведомой. При этом ножки MOSI и SCK становятся входами.
2. Устанавливается флаг SPIF в SPSR, если разрешены прерывания, будет исполнена программа обслуживания прерывания.
Таким образом если передача по SPI производится в режиме ведущего и существует возможность установки вывода SS в низкий уровень, прерывание должно отслеживать установлен ли бит MSTR. Если бит MSTR будет сброшен при переходе в режим ведомого контроллера, обратно он должен быть установлен пользователем.
Если система SPI сконфигурирована как ведомая, вывод SS всегда является входом. Когда SS переводится в низкий уровень, система SPI активируется и ножка MISO, если это задано пользователем, становится выходом. Другие выводы являются входами. Если внешним устройством на вывод SS подан высокий уровень, все выводы становятся входами, а система SPI становится пассивной, т.е. не будет принимать данные.
Режимы обмена данными
Биты CPHA и CPOL определяют четыре комбинации фазы и полярности SCK относительно битов данных. Битом CPOL задается полярность импульсов на выводе SCK, при CPOL=0 полярность импульсов положительная, при отсутствии импульсов на выводе удерживается низкий уровень. При CPOL=1 полярность импульсов отрицательная, при отсутствии импульсов на выходе высокий уровень. Битом CPHA задается фронт по которому обрабатываются биты данных. При CPHA=0 обработка происходит по переднему фронту импульсов SCK (для CPOL=0 переход из низкого уровня в высокий, для CPOL=1 - из высокого в низкий). При CPHA=1 обработка происходит по заднему фронту импульсов SCK.
РЕГИСТР УПРАВЛЕНИЯ SPI – SPCR
| 0Dh(2Dh) | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| SPIE | SPE | DORD | MSTR | CPOL | CPHA | SPR1 | SPRO0 | |
| R\W | R\W | R\W | R\W | R\W | R\W | R\W | R\W | |
| Начальное значение | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
Бит 7 - SPIE - Разрешение прерываний от SPI - если этот бит установлен, при установке бита SPIF в регистре SPSR выполняется прерывание от SPI, если разрешены общие прерывания.
Бит 6 - SPE - Разрешение SPI - Этот бит должен быть установлен для осуществления любых операций по шине SPI.
Бит 5 - DORD - Порядок бит данных - Если этот бит установлен, при обмене первым передается младший бит данных. Если бит сброшен – первым передается старший бит.
Бит 4 - MSTR - Выбор ведущего/ведомого - При установке этого бита шина SPI работает в режиме ведущего, при сбросе - в режиме ведомого. Если вывод SS сконфигурирован как вход и устанавливается в низкий уровень когда установлен бит MSTR, бит MSTR сбрасывается и устанавливается бит SPIF в регистре SPSR. Для возобновления работы в режиме ведущего пользователь должен установить этот бит.
Бит 3 - CPOL - Полярность тактовых сигналов - Этим битом задается полярность импульсов на выводе SCK, при CPOL=0 полярность импульсов положительная, при отсутствии импульсов на выводе удерживается низкий уровень. При CPOL=1 полярность импульсов отрицательная, при отсутствии импульсов на выходе высокий уровень.
Бит 2 - CPHA - Фазировка тактовых импульсов. - Этим битом задается фронт по которому обрабатываются биты данных. При CPHA=0 обработка происходит по переднему фронту импульсов SCK (для CPOL=0 переход из низкого уровня в высокий, для CPOL=1 - из высокого в низкий). При CPHA=1 обработка происходит по заднему фронту импульсов SCK.
Биты 1,0 - SPR1,SPR0 - Выбор тактовой частоты SPI. - Этими битами задается скорость работы SPI шины для ведущего устройства. Для ведомого контролерра установка этих бит не имеет значения. Соотношение тактовой частоты процессора и частоты SCK приведено в таблице:
Таблица 17. Соотношение между SCK и тактовой частотой процессора
| SPR1 | SPR0 | Частота SCK | SPR1 | SPR0 | Частота SCK |
| 0 | 0 | Fck/4 | 1 | 0 | Fck/64 |
| 0 | 1 | Fck/16 | 1 | 1 | Fck/128 |
РЕГИСТР СОСТОЯНИЯ SPI – SPSR
| 0Eh(2Eh) | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| SPIF | WCOL | - | - | - | - | - | - | |
| R | R | R | R | R | R | R | R | |
| Начальное значение | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
Бит 7 - SPIF - флаг прерывания SPI. После завершения обмена устанавливается бит SPIF и генерируется прерывание, если установлен бит SPIE в SPCR и разрешены глобальные прерывания. Этот флаг устанавливается и в том случае, если на вывод SS, сконфигурированный как вход, подается низкий уровень, когда SPI работает в режиме ведущего. Флаг SPIF сбрасывается аппаратно при выполнении соответствующего вектора прерывания. Кроме того бит SPIF, если он был установлен, сбрасывается при первом же чтении регистра SPSR и последующем доступе к регистру данных SPI.
Бит 6 - WCOL - Ошибка записи. - Этот бит устанавливается при записи в регистр SPDR во время обмена. Чтение регистра во время обмена дает неверный результат, запись в него не производится. Так же как и бит SPIF, WCOL сбрасывается (если он был установлен) при первом же чтении регистра SPSR и последующем доступе к регистру SPDR.
Биты 5..0 - зарезервированы. В AT90S2333/4433 эти биты зарезервированы и всегда читаются как 0.
SPI интерфейс также используется для загрузки и чтения памяти программ и содержимого EEPROM процессора, программирование процессора через SPI интерфейс будет рассмотрено ниже.
РЕГИСТР ДАННЫХ SPI – SPDR
| 0Fh(2Fh) | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| MSB | LSB | |||||||
| R\W | R\W | R\W | R\W | R\W | R\W | R\W | R\W | |
| Начальное значение | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Регистр данных SPI доступен для чтения и записи и используется для обмена данными между набором регистров и регистром сдвига SPI. Запись в регистр инициирует передачу данных. При чтении регистра читаются данные и буфера регистра сдвига.
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ПРИЕМО-ПЕРЕДАТЧИК
В состав AT90S2333/4433 входит универсальный асинхронный приемопередатчик (UART), его основные особенности:
- генерация произвольных значений скорости
- высокая скорость при низких тактовых частотах
- 8 или 9 бит данных
- фильтрация шума
- Определение переполнения
- Детектирование ошибки кадра
- Определение неверного стартового бита
- Три раздельных прерывания - завершение передачи, очистка регистра передачи и завершение приема.
- Режим мультипроцессорного обмена.
Передача данных
Передача данных инициируется записью передаваемых данных в регистр ввода/вывода данных UART - UDR. Данные пересылаются из UDR в сдвиговый
регистр передатчика когда:
- новый символ записывается в UDR после того как был выдвинут стоповый бит для предыдущего символа. При этом сдвиговый регистр загружается сразу.
- новый символ записывается в UDR до того как выдвинут стоповый бит для предыдущего символа. При этом сдвиговый регистр записывается сразу после того, как будет выдвинут стоповый бит предыдущего символа.
При этом в регистре состояния UART - USR устанавливается бит-признак очистки регистра данных - UDRE/ Когда этот бит установлен, UART готов к приему следующего символа. При перезаписи UDR в 10(11)- разрядный сдвиговый регистр, бит 0 сдвигового регистра обнуляется (стартовый бит), а бит 9 или 10 устанавливается (стоповый бит). Если выбрано 9-битовое слово данных (установлен бит CHR9 в регистре UCR), бит TXB8 из UCR переписывается в 9-й бит сдвигового регистра передатчика.
После тактового импульса, следующего с частотой передачи, стартовый бит выдвигается на вывод TXD. Затем выдвигаются данные, начиная с младшего бита. После того как выдвинут стоповый бит, в сдвиговый регистр загружаются новые данные, если они были записаны в UDR во время передачи. При загрузке устанавливается бит UDRE. Если до выдвижения стопового бита в регистр UDR не поступают новые данные, UDRE остается установленным до последующей записи UDR. Если новые данные не поступили и на выводе TXD появляется стоповый бит, в регистре USR устанавливается флаг окончания передачи - TXC.
Установка бита TXEN в UCR разрешает работу передатчика. При очистке бита TXEN, вывод PD1 можно использовать для ввода/вывода данных. Если бит TXEN установлен, передатчик UART подключен к выводу PD1 независимо от установки бита DDD1 в регистре DDRD.
Прием данных
Логическая схема приемника обрабатывает сигнал на выводе RXD с частотой в 16 больше скорости передачи (для обработки одного бита принимаемой последовательности, производится 16 выборок входного сигнала). В состоянии ожидания одна выборка логического нуля интерпретируется как спадающий фронт стартового бита, после чего запускается последовательность обнаружения стартового бита. Если в первой выборке сигнала обнаружен нулевой отсчет, приемник обрабатывает 8, 9 и 10 выборки сигнала на выводе RXD. Если хотя бы две из трех выборок равны логической единице, стартовый бит считается шумом и приемник ждет следующего перехода из 1 в 0. Если обнаружен стартовый бит, начинается обработка бит данных. Решение об уровне данных также производится по 8, 9 и 10 выборкам входного сигнала, уровень входного сигнала определяется по равенству двух выборок. После того как уровень данных определен, данные вдвигаются в сдвиговый регистр приемника. Для определения стопового бита хотя бы две из трех выборок входного сигнала должны быть равны 1. Если это условие не выполняется, в регистре USR устанавливается флаг ошибки кадра FE. Перед чтением данных из регистра UDR пользователь должен проверять бит FE для обнаружения ошибок кадра. Независимо от принятия правильного стопового бита по окончанию приема символа принятые данные переписываются в UDR и устанавливается флаг RXC в регистре USR. Физически регистр UDR состоит из двух отдельных регистров, один используется для передачи данных, другой - для приема. При чтении UDR происходит доступ к регистру приемника, при записи - к регистру передатчика. При обмене 9-битовыми данными 9-й бит принятых данных записывается в бит RXB8 регистра UCR. Если при приеме символа из регистра UDR не был прочитан предыдущий символ, в регистре UCR устанавливается флаг переполнения - OR. Установка этого бита означает, что последний принятый байт данных не переписывается из сдвигового регистра в регистр UDR и будет потерян. Бит OR буферирован и обновляется при чтении правильных данных из UDR. Таким образом, пользователь всегда может проверить состояние OR после чтения UDR и обнаружить происшедшее переполнение. При сбросе бита RXEN в регистре UCR прием данных запрещается. При этом вывод PD0 можно использовать для ввода/вывода общего назначения. При установке RXEN, приемник подключен к выводу PD0 независимо от состояния бита DDD0 в регистре DDRD.
Режим мультипроцессорного обмена Режим многопроцессорного обмена позволяет нескольким ведомым процессорам принимать данные от ведущего. Для этого сначала декодируется адресный байт, который определяет к какому из процессоров обращается ведущий.
Если ведомый процессор принял правильный адрес, последующие
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
