STC15系列单片机SPI使用教程（一）

一、硬件接线

1、普通SPI设备接线

如NRF24L01，可以直接连接IO

2、FLASH设备接线

如GD25Q80BSIG，需要加上拉电阻

二、程序编写

1、和SPI相关的寄存器

① SPCTL寄存器

② SPSTAT寄存器

③ SPDAT寄存器

④ AUXR1/P_SW1寄存器

2、寄存器，数据类型重定义

sfr P_SW1  = 0xA2; //外设功能切换寄存器1

sfr SPSTAT = 0xCD; //SPI状态寄存器

sfr SPCTL  = 0xCE; //SPI控制寄存器

sfr SPDAT  = 0xCF; //SPI数据寄存器

#ifndef uchar

#define uchar unsigned char

#endif

#ifndef uint

#define uint  unsigned int

#endif

3、寄存器相关位宏定义， CS引脚定义

#define SPI_S0 0x04

#define SPI_S1 0x08

#define SPIF 0x80 //SPSTAT.7

#define WCOL 0x40 //SPSTAT.6

#define SSIG 0x80 //SPCTL.7

#define SPEN 0x40 //SPCTL.6

#define DORD 0x20 //SPCTL.5

#define MSTR 0x10 //SPCTL.4

#define CPOL 0x08 //SPCTL.3

#define CPHA 0x04 //SPCTL.2

#define SPDHH 0x00 //CPU_CLK/4

#define SPDH 0x01 //CPU_CLK/16

#define SPDL 0x02 //CPU_CLK/64

#define SPDLL 0x03 //CPU_CLK/128

sbit SS_1 = P1^2; //SPI_1的CS脚

sbit SS_2 = P2^4; //SPI_2的CS脚

4、SPI初始化代码

void InitSPI_1(void)

{

uchar temp;

temp = P_SW1;                                //切换到第一组SPI

temp &= ~(SPI_S0 | SPI_S1);                  //SPI_S0=0 SPI_S1=0

P_SW1 = temp;                                //(P1.2/SS, P1.3/MOSI, P1.4/MISO, P1.5/SCLK)

// temp = P_SW1;                                //切换到第二组SPI

// temp &= ~(SPI_S0 | SPI_S1);                  //SPI_S0=1 SPI_S1=0

// temp |= SPI_S0;                              //(P2.4/SS_2, P2.3/MOSI_2, P2.2/MISO_2, P2.1/SCLK_2)

// P_SW1 = temp;  

// temp = P_SW1;                                //切换到第三组SPI

// temp &= ~(SPI_S0 | SPI_S1);                  //SPI_S0=0 SPI_S1=1

// temp |= SPI_S1;                              //(P5.4/SS_3, P4.0/MOSI_3, P4.1/MISO_3, P4.3/SCLK_3)

// P_SW1 = temp;  

    SPDAT = 0;                  //初始化SPI数据

    SPSTAT = SPIF | WCOL;       //清除SPI状态位

    SPCTL = SPEN | MSTR | SSIG | SPDLL;        //主机模式

}

void InitSPI_2(void)

{

uchar temp;

// temp = P_SW1;                                //切换到第一组SPI

// temp &= ~(SPI_S0 | SPI_S1);                  //SPI_S0=0 SPI_S1=0

// P_SW1 = temp;                                //(P1.2/SS, P1.3/MOSI, P1.4/MISO, P1.5/SCLK)

temp = P_SW1;                                //切换到第二组SPI

temp &= ~(SPI_S0 | SPI_S1);                  //SPI_S0=1 SPI_S1=0

temp |= SPI_S0;                              //(P2.4/SS_2, P2.3/MOSI_2, P2.2/MISO_2, P2.1/SCLK_2)

P_SW1 = temp;  

// temp = P_SW1;                                //切换到第三组SPI

// temp &= ~(SPI_S0 | SPI_S1);                  //SPI_S0=0 SPI_S1=1

// temp |= SPI_S1;                              //(P5.4/SS_3, P4.0/MOSI_3, P4.1/MISO_3, P4.3/SCLK_3)

// P_SW1 = temp;  

    SPDAT = 0;                  //初始化SPI数据

    SPSTAT = SPIF | WCOL;       //清除SPI状态位

    SPCTL = SPEN | MSTR | SSIG | SPDLL;        //主机模式

}

5、SPI数据交换代码

uchar SPISwap(uchar dat) 

{

    SPDAT = dat;                //触发SPI发送数据

    while (!(SPSTAT & SPIF));   //等待发送完成

    SPSTAT = SPIF | WCOL;       //清除SPI状态位

    return SPDAT;               //返回SPI数据

}

6、NRF24L01读写例程

//NRF24L01相关宏定义

#define NOP 0xFF //空操作

#define READ_REG    0x00 

#define WRITE_REG   0x20

#define TX_ADDR     0x10

sbit CE  = P2^5;

sbit IRQ = P3^2; //INT0

//SPI写寄存器

//reg:指定寄存器地址

//value:写入的值

uchar SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value)

{

uchar status;

SS_2 = 0;              // 使能SPI传输

status = SPISwap(reg); //返回从MISO读出的数据,status应为上次向该寄存器内写的value

SPISwap(value);        //写入寄存器的值

SS_2 = 1; // 禁止SPI传输

return status;       // 返回状态值

}

//读取SPI寄存器值

//reg:要读的寄存器

uchar SPI_Read(uchar reg)

{

uchar reg_val;

SS_2 = 0;      // 使能SPI传输

SPISwap(reg);         // 发送寄存器号

reg_val = SPISwap(NOP); // 读取寄存器内容

SS_2 = 1;             // 禁止SPI传输

return reg_val;     // 返回状态值

}

//在指定位置写指定长度的数据

//reg:寄存器(位置)

//*pBuf:数据指针

//bytes:数据长度

//返回值,此次读到的状态寄存器值

uchar SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar bytes)

{

uchar status, byte_ctr;

SS_2 = 0; // 使能SPI传输

status = SPISwap(reg);// 发送寄存器值(位置),并读取状态值

for(byte_ctr = 0; byte_ctr < bytes; byte_ctr++){ // 写入数据  

SPISwap(*pBuf++);

}

SS_2 = 1;//关闭SPI传输

return status; // 返回读到的状态值

}

//在指定位置读出指定长度的数据

//reg:寄存器(位置)

//*pBuf:数据指针

//bytes:数据长度

//返回值,此次读到的状态寄存器值 

uchar SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar bytes)

{

uchar status, byte_ctr;

SS_2 = 0; // 使能SPI传输

status = SPISwap(reg); // 发送寄存器值(位置),并读取状态值       

for(byte_ctr = 0; byte_ctr < bytes; byte_ctr++){

pBuf[byte_ctr] = SPISwap(NOP); // 读出数据

}

SS_2 = 1; // 关闭SPI传输

return status; // 返回读到的状态值

}

//检测24L01是否存在

//返回值:0，成功;1，失败

uchar NRF24L01_Check(void)

{

uchar buf[5] = {0xA5, 0xA5, 0xA5, 0xA5, 0xA5};

uchar buf1[5];

uchar i;

CE = 0;

SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, buf, 5);

SPI_Read_Buf(TX_ADDR, buf1, 5); //读出写入的地址

CE = 1;

for(i = 0; i < 5; i++)

if(buf1[i] != 0xA5)

break;    

if(i != 5)

return 1;//检测24L01错误

return 0; //检测到24L01

}

//主函数

void main(void)

{

Init_Uart();

EA = 1; //开总中断

InitSPI_2();

NRF24L01_Check();    //切换SPI后需要读多几次，等待SPI稳定

NRF24L01_Check();

if(!NRF24L01_Check()){

SendString("NRF24L01 Checked OK!rn");

}

else{

SendString("NRF24L01 Checked Fail!rn");

}

while(1);

}

7、GD25Q80BSIG读写例程

//GD25Q80BSIG相关宏定义

#define NOP     0xFF //空操作

#define Write_Enable 0x06 //写使能

#define Write_Disable 0x04 //写禁能

#define Read_Status_Register 0x05 //读前八位状态寄存(S7-S0)

#define Read_Status_Register_1 0x35 //读后八位状态寄存(S15-S8)

#define Read_Data 0x03 //读数据

#define Page_Program 0x02 //页面编程，256字节

#define Chip_Erase_1 0xC7 //芯片擦除命令1

#define Chip_Erase_2 0x60 //芯片擦除命令2

#define Read_Identification 0x9F //读取标识命令允许读取8位制造商标识，然后是两个字节的设备标识。

sbit WP = P1^6; //写保护，低电平有效

//写使能

void Write_Enable_Cmd(void)

{

SS_1 = 0;

SPISwap(Write_Enable);

SS_1 = 1;

}

//写禁能

void Write_Disable_Cmd(void)

{

SS_1 = 0;

SPISwap(Write_Disable);

SS_1 = 1;

}

//读状态寄存器前八位

uchar Read_Status_Register_Sta(void)

{

uchar sta;

SS_1 = 0;

SPISwap(Read_Status_Register);

sta = SPISwap(NOP);

SS_1 = 1;

return sta;

}

//读数据

void Read_Data_Cmd(uchar ad1, uchar ad2, uchar ad3, uchar *dat, uint len)

{

uchar i, cmd[4];

cmd[0] = Read_Data;

cmd[1] = ad1;

cmd[2] = ad2;

cmd[3] = ad3;

SS_1 = 0;

for(i = 0; i < 4; i++){

SPISwap(cmd[i]);

}

for(i = 0; i < len; i++){

*dat++ = SPISwap(NOP);

}

SS_1 = 1;

}

//页编程，输入24位起始地址

void Page_Program_Cmd(uchar ad1, uchar ad2, uchar ad3, uchar *dat, uint len)

{

uchar i, cmd[4];

uint count = 0, temp = 0;

cmd[0] = Page_Program;

cmd[1] = ad1;

cmd[2] = ad2;

cmd[3] = ad3;

temp = 256 - ad3; //一次最多写256字节，超过的写进下一页

Write_Enable_Cmd(); //写使能

SS_1 = 0;

for(i = 0; i < 4; i++){

SPISwap(cmd[i]);

}

for(i = 0; i < temp; i++){

SPISwap(*dat++);

}

SS_1 = 1;

while(Read_Status_Register_Sta() & 0x01); //等待写入完毕

if(len > temp){ //需要写入的数据长度超过当前页，超过的写进下一页

cmd[0] = Page_Program;

cmd[1] = ad1;

cmd[2] = ad2 + 1; //超过的写进下一页

cmd[3] = 0;

temp = len - temp;

Write_Enable_Cmd();

SS_1 = 0;

for(i = 0; i < 4; i++){

SPISwap(cmd[i]);

}

for(i = 0; i < temp; i++){

SPISwap(*dat++);

}

SS_1 = 1;

while(Read_Status_Register_Sta() & 0x01);

}

}

//芯片擦除

void Chip_Erase_1_Cmd(void)

{

Write_Enable_Cmd();

SS_1 = 0;

SPISwap(Chip_Erase_2);

SS_1 = 1;

while(Read_Status_Register_Sta() & 0x01);

}

//读ID

void Read_Identification_Sta(uchar *rdid)

{

uchar i;

SS_1 = 0;

SPISwap(Read_Identification);

for(i = 0; i < 3; i++){

*rdid++ = SPISwap(NOP);

}

SS_1 = 1;

}

//16进制转字符串输出

void HexToAscii(uchar *pHex, uchar *pAscii, uchar nLen)

{

    uchar Nibble[2];

    uint i,j;

    for (i = 0; i < nLen; i++){

        Nibble[0] = (pHex[i] & 0xF0) >> 4;

        Nibble[1] = pHex[i] & 0x0F;

        for (j = 0; j < 2; j++){

            if (Nibble[j] < 10){

                Nibble[j] += 0x30;

            }

            else{

                if (Nibble[j] < 16)

                    Nibble[j] = Nibble[j] - 10 + 'A';

            }

            *pAscii++ = Nibble[j];

        }               // for (int j = ...)

    }           // for (int i = ...)

    *pAscii++ = '';

}

//主函数

void main(void)