精解SPI的CPHA時(shí)鐘相位與CPLK時(shí)鐘極性

1、精解SPI的CPHA時(shí)鐘相位與CPLK時(shí)鐘極性Netjob2009-08-01使用SPI模塊都要設(shè)CPHA相位與CPLK時(shí)鐘有效極性，這個(gè)確實(shí)是煩到好多人的。其實(shí)這個(gè)設(shè)置也是比較簡(jiǎn)單的。先來(lái)講講SPI的CPLK時(shí)鐘有效極性CPLK時(shí)鐘有效極性，有效當(dāng)然是相對(duì)無(wú)效或是空閑而言的。要傳輸8位數(shù)據(jù)，需要8個(gè)時(shí)鐘脈沖。那么這8個(gè)脈沖之前和之后的時(shí)鐘狀態(tài)，可以認(rèn)為是時(shí)鐘空閑狀態(tài)或無(wú)效狀態(tài)。因?yàn)榇耸耂CK沒(méi)變化，保持在某個(gè)狀態(tài)。從上圖中可以看出，（CPOL=0）的SCK波形，它有（傳輸）8個(gè)脈沖，而在脈沖傳輸前和完成后都保持在【低電平狀態(tài)】此時(shí)的狀態(tài)就是時(shí)鐘的空閑狀態(tài)或無(wú)效狀態(tài)，因?yàn)榇藭r(shí)沒(méi)有脈沖，也就不會(huì)

2、有數(shù)據(jù)傳輸。同理得出，（CPOL=）1的圖，時(shí)鐘的空閑狀態(tài)或無(wú)效狀態(tài)時(shí)SCK是保持【高電平的】再來(lái)講解何為SPICPHA相位.簡(jiǎn)單的講，就是數(shù)據(jù)線上，MCU或FLASH外設(shè)對(duì)數(shù)據(jù)的采樣時(shí)刻。例如ATMELARM7的CPHA時(shí)鐘相位定義如下：0=數(shù)據(jù)在SPCK起始邊沿改變，在SPCK下一個(gè)邊沿捕獲。1=數(shù)據(jù)在SPCK起始邊沿捕獲，在SPCK下一個(gè)邊沿改變。我們知道，數(shù)據(jù)線上可以分兩種時(shí)刻：【采樣-保持時(shí)刻】和【變化更新時(shí)刻】要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，當(dāng)然就要求數(shù)據(jù)要保持穩(wěn)定，不要發(fā)生變化。是吧？這個(gè)大家都明白。atu$RegisterRead(OpcodeD7H)csSCKSCKOPCODE1X11X1

3、MSBSTATUSREGISTERDATASTATUSFSOHIGH-IMPEDANCEDYDYDXDYDXDYDYDXDYDXDSOHIGH-IMPEDANCEDYDYDXDYDXDYDYDXDYDXDMSBwseMSB我們看上面的圖，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)SI是對(duì)應(yīng)SCK的第一個(gè)時(shí)鐘沿，再仔細(xì)看，數(shù)據(jù)是在SCK的第一個(gè)時(shí)鐘邊沿保持穩(wěn)定【數(shù)據(jù)被采樣捕獲】在下一個(gè)邊沿改變【SCK的下降沿?cái)?shù)據(jù)改變】因此我們得出結(jié)論：AT45DB642DB系列FLASH是【數(shù)據(jù)在第一個(gè)時(shí)鐘沿被采樣捕獲】或【數(shù)據(jù)在SPCK起始邊沿捕獲，在SPCK下一個(gè)邊沿改變】我們?cè)倏纯碈C2500我們?cè)倏纯碈C2500的時(shí)序圖:下面看Figu

4、reS3.SP1傳輸格式（MCPHA二1;每次傳輸8位）SPGKcycle(forre怕SPGKcycle(forre怕renee)1SPCKfCPOL=0)5e7-9SPCK(CPOL=1)MOSI(froirimaster)XMSBdCZOKZ2XMISO（fromslave）看上面圖，可以看出，首先（MOSI(froirimaster)XMSBdCZOKZ2XMISO（fromslave）看上面圖，可以看出，首先（CPOL=0）的SPCK平的。由于pHA=1,就是時(shí)鐘邊沿（起始邊沿）數(shù)據(jù)被捕獲。第二個(gè)時(shí)鐘邊沿改變（數(shù)據(jù)鎖存）。MSB圖，它的時(shí)鐘開(kāi)始是低說(shuō)MOSI和MISO的電平的（空閑時(shí)

5、保持和被采樣捕獲是在數(shù)據(jù)保持低電平）,結(jié)束后也SPCK的是低電第一個(gè)當(dāng)CPOL=0的是上升沿?cái)?shù)據(jù)捕獲，下降沿?cái)?shù)據(jù)鎖存。（開(kāi)始的SPCK是低電平空閑）當(dāng)CPOL=1的是下升沿?cái)?shù)據(jù)捕獲，上降沿?cái)?shù)據(jù)鎖存。（開(kāi)始的SPCK是高電平空閑）再看圖：再看圖：平的。由于PHA=0,就是說(shuō)MOSI和MISO的在SPCK的第一個(gè)時(shí)鐘邊沿?cái)?shù)據(jù)改變鎖存（起始邊沿）。第二個(gè)時(shí)鐘邊沿?cái)?shù)據(jù)被捕獲。當(dāng)CPOL=0的是上升沿?cái)?shù)據(jù)鎖存，下降沿?cái)?shù)據(jù)捕獲。（開(kāi)始的SPCK是低電平空閑）當(dāng)CPOL=1的是下升沿?cái)?shù)據(jù)鎖存，上降沿?cái)?shù)據(jù)捕獲。（開(kāi)始的SPCK是高電平空閑）F面是晶門科技的SS1D1351SPI接口方式的時(shí)序圖:SCLK（R.

6、-W=何砧）SDINiBO）SDINiBO）這款控制器使用在TFTLCD,OLED上面。它的SPI方式：SCLK開(kāi)始的時(shí)刻可以是高或低電平。SCLK的粗實(shí)線是上升沿箭頭，說(shuō)明是數(shù)據(jù)被捕獲。下降沿?cái)?shù)據(jù)改變（鎖存）。由于SCLK的空閑無(wú)效狀態(tài)可以是低電平，也可以是高電平。因此：如果SCLK的（CPOL=0）的空閑無(wú)效是低電平，那么數(shù)據(jù)是在第一個(gè)時(shí)鐘沿（上升）被捕獲。在下一個(gè)邊沿（下降）數(shù)據(jù)改變（鎖存）。如果SCLK的（CPOL=1）的空閑無(wú)效是高電平，那么數(shù)據(jù)是在第一個(gè)時(shí)鐘沿（下降）數(shù)據(jù)改變（鎖存）。在下一個(gè)邊沿（上升）數(shù)據(jù)被采樣捕獲。圖佬4數(shù)抵時(shí)鐘時(shí)用圖CPOLCPHA=1mCPOL-OMISO

7、W(fronnTi3圖佬4數(shù)抵時(shí)鐘時(shí)用圖CPOLCPHA=1mCPOL-OMISOW(fronnTi35ter)譏MOSi(Fromslave)i-.Sor1&bsdnpenlngonDataFranceFormSt(ev5PLCR1|1(toCAPTLRESTROBECPHA=0CPOL=0VUSt(fromnnasier“6or16bi$onFrameFcnniau(&VUSt(fromnnasier.葡OSIromslave)LSBit看上面的圖STM32的SPI這個(gè)圖，LSBit【CPOL=1】時(shí)鐘脈沖的【開(kāi)始】，【結(jié)束】都是無(wú)效狀態(tài)、空閑的，CLK是高電平的。ATMEL說(shuō)的時(shí)鐘脈沖在

8、空閑時(shí)的電平是高電平的則CPOL=1;STM32說(shuō)的“如果CPOL被復(fù)位SCK引腳在空閑狀態(tài)保持高電平；”【CPOL=0】時(shí)鐘脈沖的【開(kāi)始】，【結(jié)束】都是無(wú)效狀態(tài)、空閑的，CLK是低電平的。ATMEL說(shuō)的”時(shí)鐘脈沖在空閑時(shí)的電平是低電平的則CPOL=0;“STM32說(shuō)的“如果CPOL被置位，SCK引腳在空閑狀態(tài)保持低電平；”【CPHA=1】表示第二個(gè)邊沿?cái)?shù)據(jù)被采樣捕獲，第一個(gè)邊沿被鎖存【數(shù)據(jù)改變時(shí)刻】【CPHA=0】表示第一個(gè)邊沿?cái)?shù)據(jù)被采樣捕獲，第二個(gè)邊沿被鎖存【數(shù)據(jù)改變時(shí)刻】STM32的初始化代碼：SPI_InitStructure.SPI_Direction=SPI_Direction_1

9、Line_Tx;SPI_InitStructure.SPI_Mode=SPI_Mode_Master;SPI_InitStructure.SPI_DataSize=SPI_DataSize_8b;/時(shí)鐘脈沖的【開(kāi)始】，【結(jié)束】都是高電平：無(wú)效狀態(tài)、空閑的SPI_InitStructure.SPI_CPOL=SPI_CPOL_High;/數(shù)據(jù)在第二個(gè)邊沿沒(méi)采樣捕獲，第一個(gè)邊沿被鎖存【改變時(shí)刻】SPI_InitStructure.SPI_CPHA=SPI_CPHA_2Edge;SPI_InitStructure.SPI_NSS=SPI_NSS_Soft;SPI_InitStructure.SPI_

10、BaudRatePrescaler=SPI_BaudRatePrescaler_4;SPI_InitStructure.SPI_FirstBit=SPI_FirstBit_MSB;SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial=0;SPI_Init(SPI1,&SPI_InitStructure);最后要注意，NXP的ARM對(duì)SCK的時(shí)鐘有效極性說(shuō)明的設(shè)置方法是與ATMEL的相反的。NXP的說(shuō)明是這樣的：SPI控制寄存器SOSPCR-OxEOOlOOOO)SPCR寄存器棍據(jù)每個(gè)配置位的設(shè)定來(lái)控制SPI的操作110SPI制卷存器fS0SPCR-OxEO02OOO(nSPCR功能描述復(fù)位值2:0保留保留T用戶軟件不要向其寫入5從.保常位讀出勺值未披宦義匚NA3CPHA吋鐘相位控制決定SPI傳輸時(shí)數(shù)據(jù)和時(shí)鐘的關(guān)系并控制從機(jī)傳輸?shù)钠鹗己徒Y(jié)束“當(dāng)該位為蚩時(shí)，數(shù)據(jù)在SiCK的第二亍時(shí)鐘沿采樣。當(dāng)!SSEL信號(hào)激活時(shí)，倩輸從第一個(gè)時(shí)鐘沿開(kāi)始并在毘后一個(gè)采樣時(shí)鐘沿第束*當(dāng)該位為0時(shí).數(shù)據(jù)在SCK的第一個(gè)時(shí)鐘沿采樣傳輸從SSEL信號(hào)敝活瞇開(kāi)始.并在SSEL信陸無(wú)效吋結(jié)束。0斗CPOL吋鐘極性控制當(dāng)該位為I時(shí)，SCK為低有效.為0時(shí).CK為高有效。05MSIK主模式選擇口為1時(shí).5PI處于主模式。為D時(shí).SFI處于從根06LSB