基于TMS320F2812的SPI接口设计方案

基于TMS320F2812的SPI接口设计方案

表1中，A8是读／写开始地址的第9位。25LC2040是512×8位的EEPROM，分成上下两页，每页256个字节，通过选择A8可以实现对不同页的操作。

1．2．1 读时序    当片选信号为低时，向25LC040传送8位的读指令(0000 A8011)，紧接着传送需要读取数据的低8位地址。当正确的读写指令和地址被识别后，EEPROM中对应地址的数据将会由输出引脚顺次传出，若继续提供时钟信号，下一位地址对应的数据也会依次读出。当片选信号为高时，读数据的操作将会被终止。其具体操作如图1所示。图中，CS为片选信号，SCK为时钟信号，SI为输入引脚信号，SO为输出引脚信号。

1．2．2 写时序    在对25LC040进行任何写操作之前，必须先执行WREN(写使能)指令。写使能指令的操作如图2所示。先使片选信号为低，然后传送写使能指令到25LC040中，指令传送完毕后，必须将片选信号设置为高以完成写使能操作。如果写指令传送结束后没有拉高片选信号，直接进行写操作，那么数据将不会写入到存储阵列中。

写使能操作完成后，片选信号应该被拉低以进行写操作，时序如图3所示。写指令、写入地址以及写入的数据会被依次传送到25LC040中。若要使数据正确地写入到存储阵列中，片选信号应该在最后一个有效字节的D0位传送完毕后被拉高。

2 TMS320F2812的SPI接口设计    TMS320F2812与25LC040的硬件连接如图4所示。TMS320F2812工作在主模式，SPISIMO为主模式下的数据输出接口，连接到25LC040的数据接收端口；SPISOMI为主模式下的数据输入接口，连接到25LC040的数据发送端口；时钟信号SPICLK和片选信号SPISTE均由TMS320F2812产生。写保护引脚直接接高电平以确保25LC040总是可以被写入。

2．1 SPI模块的设置    SPI模块的波特率可由如下两种情况计算得出：    ①SPIBRR=3～127，波特率的计算公式为：      SPI波特率=LSPCLK／(SPIBRR+1)    ②SPIBRR=O～2，波特率的计算公式为：      SPI波特率=LSPCLK／4    LSPCLK是TMS320F2812的低速外设时钟频率；SPIBRR是SPIBRR寄存器的值。将LSPCLK设置成37．5 MHz，25LC040的最大时钟频率为2 MHz，SPI的波特率应该小于2 MHz，即37．5／(SPIBRR+1)≤2，SPIBRR的取值范围为SPIBRR≥18。    通信中将SPISIMO、SPISOMI和SPICLK设置为基本功能SPI口，SPISTE设置为一般I／O口。作为25LC040的片选信号，当主／从控制器进行数据交换时，SPISTE配置成低电平，数据传输结束后再配置成高电平。    TMS320F2812的数据寄存器都是16位的，且接收和发送都是双缓冲的，而25LC040的地址和数据寄存器都是8位的，因此将SPI模块的数据长度设置成8位。发送缓冲寄存器SPITXBUF中的数据以左对齐的方式发送，先发送数据的最高位，因此在发送数据前必须将等待发送的数据放在SPITXBUF的高8位。当要对25LC2040进行写使能操作时，写入SPITXBUF的数据应为Ox0600。TMS320F2812则是以右对齐的方式来接收数据的，8位的数据被放在SPITXBUF的低8位上。

SPI模块有4种时钟模式：上升沿无延时模式、上升沿有延时模式、下降沿无延时模式和下降沿有延时模式。25LC040是在时钟的上升沿接收数据，下降沿发送数据，所以TMS320F2812的SPI应该配置为上升沿发送数据，下降沿接收数据。2．2 接收数据流程    通过SPI读取数据比较简单，只需要依次传送读指令和待读数据的低位地址，就可以在SPISOMI引脚上接收到25LC040中的数据。因为TMS320F2812为主控制器，所以必须先发送一个无意义的数，才能够启动时钟。在SPI状态寄存器(SPISTS)中有一个SPI中断标志位(SPIINT FLAG)，该位是一个只读标志位，由硬件设置。当SPI已经完成数据发送或者接收，正在等待下一步的操作时，SPI中断标志位被置1，若使能SPI中断，将产生一个SPI中断请求。可以通过查询SPI中断标志位来判断数据是否完成接收。若该标志为1，已接收的数据将被放入接收缓冲寄存器SPIRXBUF中，通过读SPIRXBUF寄存器即可得到需要的数据。下面给出接收数据的子程序，其中addr为待读数据的低位地址。

2．3 发送数据流程    SPI发送数据需要先完成写使能操作，然后依次传送写指令和低位地址，才可以正确地进行数据写入。向SPITXBUF寄存器中写入待发的数据，SPI时钟就会自动启动，数据会由输出引脚顺次传出；数据传送完后，SPI时钟自动停止。也可以通过查询SPI中断标志位来判断数据是否完成发送，若该标志位为1，则可接着发送下一个数据。SPI设置成主模式时，发送完一个数据，必须要空读一下SPIRXBUF寄存器，以清除SPI中断标志位。由于在读取数据的过程中已经包含读SPIRXBUF寄存器，因此在读取数据时不需要再空读SPIRXBUF寄存器。下面给出发送数据程序，其中data为待发送的数据，addr为待发送数据将要存放的地址。

结语   本文在分析TMS320F2812 SPI模块的特点的基础上，描述了SPI各个控制寄存器的作用。通过与EEPROM25LC040通信的实例，给出了SPI口的软硬件设计方法，并对其中需要注意的关键问题进行了分析讨论。

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