本應用筆記介紹了用于超高速閃存微控制器（如DS89C430和DS89C450）的軟件（bitbang）SPI庫。對庫的應用程序接口及其功能說明進行了說明。該應用程序接受串行輸入并在Crystalfontz LCD上顯示文本。

介紹

超高速微控制器系列使用單時鐘周期內核，在相同的時鐘頻率下，其速度比傳統 8051 快 12 倍。超高速微控制器系列的成員包括不同數量的內部閃存和MOVX SRAM，以實現簡單的系統設計。這些微控制器具有多種特性，包括兩個全雙工串行端口、三個定時器計數器、四個雙向 I/O 端口和六個外部中斷源。雖然它們沒有硬件串行外設接口（SPI）端口，但可以通過軟件輕松模擬。

本應用筆記使用用于超高速微控制器的全功能軟件SPI主站和一個簡單的應用程序，利用它來控制Crystalfontz LCD（www.crystalfontz.com）。

應用概述

該應用程序接受來自標準串行終端程序的串行端口 0 上 57，600 波特（使用 33MHz 晶體時）的 ASCII 數據。數據被回顯到終端并存儲在數據存儲器中，直到檢測到回車;然后累積的文本將顯示在LCD上。此應用中使用的LCD是具有低速SPI接口的Crystalfontz SKD204-634 V2.0串行LCD。它連接到DS89C430，如圖1所示。復位后，終端上將打印“DS89C430軟件SPI應用筆記”橫幅。當應用程序偵聽輸入數據時，它會打印“=>”提示。

圖1.接線圖。

軟件 SPI 庫

此應用程序使用的軟件 SPI 庫是一個高度可配置的 SPI 主站，具有以下功能：

四種SPI時鐘模式

8 位和 16 位字傳輸

SPI 時鐘拉伸

可選原子傳輸

該庫支持的四種SPI時鐘（SPI_CLK）模式由CKPHA和CKPOL定義。CKPOL 位定義 SPI 時鐘的空閑狀態，CKPOL = 0 力SPI_CLK空閑低電平，而 CKPOL = 1 力SPI_CLK空閑高電平。CKPHA 改變了用于信號傳輸數據的邊緣。當 CKPHA = 0 時，SPI_CLK的第一個邊指定從站和主站何時應對其輸入進行采樣。當 CKPHA = 1 時，SPI_CLK的第二個邊指定何時采樣。當 CKPHA = 1 時，主站和從站應在第一個邊沿的輸出上顯示其數據SPI_CLK。這允許數據有足夠的保留時間。當 CKPHA = 0 時，當從屬選擇 （SS） 行變為活動狀態時，數據應變為有效。請注意，大多數設備要求在 CKPHA = 0 時使用 SS 行以允許正確的計時，而當 CKPHA = 1 時，SS 可能是可選的。圖 2 說明了此行為。

圖2.SPI 時序圖。

數據作為數據存儲器中的字節數組發送到SPI庫。在 8 位字模式下，這些字節一次傳輸一個。在 16 位字模式下，將傳輸兩個字節，但此操作僅使用請求數量的一次傳輸。請注意，在本文檔中，“word”的長度可能為 8 位或 16 位，具體取決于所選模式。

為了連接到較慢的SPI從站，可以使用SPI_CLK拉伸將每段SPI_CLK周期增加1μs。

SS信號是可選的，因為并非所有SPI設置都需要SS信號。大多數 SPI 器件期望 SS 的活動狀態為低電平，但其他器件則要求高電平作為活動狀態。某些 SPI 設備期望 SS 信號在每次字傳輸同步后變為非活動狀態。

為了便于原子傳輸，可以在傳輸時禁用中斷。

軟件 SPI 庫接口

與SPI庫的接口如下。要傳輸的數據必須作為數組位于數據存儲器的連續部分中。該庫要求數據指針零 （dptr0） 指向要傳輸的數據的開頭。要傳輸的字數應放在 R3、R2、R1 和 R0 中，R3 是 MSB。所需的拉伸值應放置在 R4 中。SPI庫的選項應放置在R5中，其位值定義為：

設置所有寄存器后，通過調用 xmitSPI 函數開始傳輸。傳輸完成后，每次單詞傳輸期間讀取的數據將位于為傳輸傳遞的數據數組中的相應單詞位置。請注意，在調用 xmitSPI 后，dptr0 將指向傳輸數組的開頭，但指向的數據將更改。

代碼列表：軟件SPI和Crystalfontz LCD瀏覽器

此應用程序是使用 Keil μVision2 構建的，但只需稍作修改，即可使用任何 8051 匯編程序。應用程序和 SPI 庫源碼和二進制文件可供下載。

審核編輯：郭婷