SPI接口芯片

2014~2015学年 第一学期

《DSP原理及应用》

课 程 设 计 报 告

题 目： DSP的SPI接口 班 级： 11电子信息（1）

电气工程学院 2014年11月

《DSP原理及应用》任务书

课题名称 指导教师 执行时间 学生姓名 学号 DSP的SPI接口 陶沙 2014~2015学年第一学期 第 9 周 承担任务 系统方案设计及协调 DA转换实验 DA转换实验 DA转换实验 EEPROM存储区访问 EEPROM存储区访问 EEPROM存储区访问 论文撰写 评分 设计 要求 1完成SPI接口的DA转换实验和EEPROM存储区访问。 2完成硬件原理图，撰写课程设计说明书。

目 录

目 录.............................................................................................................................. 1 摘 要.................

电子与电气工程系

课程设计、专题（综合）实验报告

课题名称__串行接口IP核的设计与验证(spi)_

专 业____ 电子信息工程________ 班 级_____ 08电子1班__________ 学 号__0806012103_ 0806012104_ 姓 名___ 高江柯____吴冠雄__ ______ 成 绩________________________ 指导教师_______袁江南____________

2011年 6 月 15 日

串行接口IP核的设计与验证(SPI)

（FPGA作为主机） 一、 实验目的：

通过本实验的学习，使学生掌握使用VHDL 设计一个实用数字系统的能力，以及单片机串行接口编程等知识，训练

异步串行接口ASI和同步并行接口SPI

在目前的DVB-C系统设备的传输接口有两种MPEG2视频码流传输接口标准：异步串行接口ASI和同步并行接口SPI。

SPI一共有11位有用信号，每位信号差分成两个信号用来提高传输抗干扰性，在物理链接上用DB25传输，因此连线多且复杂，传输距离短，容易出现故障。但SPI是并行11位信号，处理简单且扩展性强，因此目前一般的MPEG2视频编码器的输出和视频解码器的输入都是标准的SPI接口信号。

ASI用串行传输，只需一根同轴电缆线传输，连线简单，传输距离长。根据SPI和ASI各自的优缺点，在传输信号时经常要进行SPI和ASI接口的互相转换。

1 SPI信号结构

并行传输系统SPI包括一位时钟信号、8位数据信号、一位帧同步信号和一位数据有效信号。帧同步信号对应TS包的同步字节047H，数据有效信号用来区分TS包的长度为188个字节或204个字节。当TS包长188字节时，数据有效信号一直为高电平，同时所有信号都与时钟信号保持同步。

2 ASI接口

ASI传输流可以有不同数据速率，但传输速率恒定，为270Mbps，因此ASI可以发送和接收不同速率的MPEG2数据。ASI传输系统为分层结构。

SPI(Serial Peripheral Interface)是MOTOROLA公司提出的同步串行总线方式。高速同步串行口。3～4线接口，收发独立、可同步进行. 因其硬件功能强大而被广泛应用在单片机组成的智能仪器和测控系统中。该总线大量用在与EEPROM、ADC、FRAM和显示驱动器之类的慢速外设器件通信。如果对速度要求不高,采用SPI总线模式是个不错的选择。它可以节省I/O端口,提高外设的数目和系统的性能。标准SPI总线由四根线组成：串行时钟线(SCK)、主机输入/从机输出线(MISO)。主机输出/从机输入线(MOSI)和片选信号(CS)。有的SPI接口芯片带有中断信号线或没有MOSI。

SPI总线由三条信号线组成：串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。SPI总线可以实现多个SPI设备互相连接。提供SPI串行时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master)，其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。主从设备间可以实现全双工通信，当有多个从设备时，还可以增加一条从设备选择线。如果用通用IO口模拟SPI总线，必须要有一个输出口(SDO)，一个输入口(SDI)，另一个口则视实现的设备类型而定，如果要

PIC单片机与串行闪存的SPI接口设计

PIC单片机与串行闪存的SPI接口设计 时间：

2010-05-27 10:32:57 来源：中电网 作者：孙晓晔

引 言

PIC单片机以性能稳定、品种众多等特点在工业控制、仪器仪表、家电、通信等领域得到广泛应用。虽然很多型号自身集成了存储器，但在很多情况下难以满足系统对大容量存储的要求，需要外扩非易失性的存储器。与并行Flash存储器相比，串行Flash存储器占用MCU引脚少，体积小，易于扩展，接线简单，工作可靠，故而越来越多地应用在各类电子产品和工业测控系统中。本文主要讨论PIC16F877A单片机与串行闪存M25P16之间的SPI通信，在要求大容量数据存储且MCU引脚资源有限的情况下具有实用价值。

1 SPI工作原理

SPI(Serial Peripheral Interface)是一种常用的串行通信协议，用于MCU系统与外围设备的通信，可用来连接存储器、A／D转换器、D／A转换器、实时时钟、LCD驱动器、传感器，甚至其他处理器。SPI主要使用4个信号：MOSI(主机输出／从机输人)、MISO(主机输入／从机输出)、SCK(串行时钟)和CS(片选)。其中，SCK由主机产生，作为传输的同步时钟，控制所有数据

第七章

可编程接口芯片

可编程接口概术 可编程并行输入/输出接口芯片8255A

可编程接口概术 一个简单的具有输入和输出功能的可编程接口电 路如下图，它包括一个输入接口，其组成主要是八位 的三态门；一个输出接口，其组成主要是八位的锁存 器；另外还有八位 的多路转换开关及 控制这个开关的寄 存器FF。数据端口

控制端口 命令寄存器

控制信息

方式控制字

用户对寄存器FF写入的内容称为命令字或 方式控制字，而寄存器FF称为命令寄存器，相 应的端口称为命令端口或控制端口，对可编程 芯片初始化过程实际上就是对芯片的控制端口 写入各种命令字的操作过程。

目前常用的可编程芯片有如下几种： 8255A 并行I/O接口 8253 计数器/定时器 8251 串行I/O 8259A 中断控制器

7.1 可编程并行输入/输出接口芯片8255A一、功能 8255A是一种通用的可编程并行I/O接口芯片，广 泛 用 于 几 乎 所 有 系 列 的 微 型 机 系 统 中 ， 如 8086 、 MCS51、Z80CPU系统等。8255A具有3个带锁存或缓 冲的数据端口，可与外设并行进行数 据交换。用户可用程序来选择多种 A口 操作方式，通用性强。使用灵活，可 为CPU与外设之间提供

PIC单片机与串行闪存的SPI接口设计

PIC单片机与串行闪存的SPI接口设计 时间：

2010-05-27 10:32:57 来源：中电网 作者：孙晓晔

引 言

PIC单片机以性能稳定、品种众多等特点在工业控制、仪器仪表、家电、通信等领域得到广泛应用。虽然很多型号自身集成了存储器，但在很多情况下难以满足系统对大容量存储的要求，需要外扩非易失性的存储器。与并行Flash存储器相比，串行Flash存储器占用MCU引脚少，体积小，易于扩展，接线简单，工作可靠，故而越来越多地应用在各类电子产品和工业测控系统中。本文主要讨论PIC16F877A单片机与串行闪存M25P16之间的SPI通信，在要求大容量数据存储且MCU引脚资源有限的情况下具有实用价值。

1 SPI工作原理

SPI(Serial Peripheral Interface)是一种常用的串行通信协议，用于MCU系统与外围设备的通信，可用来连接存储器、A／D转换器、D／A转换器、实时时钟、LCD驱动器、传感器，甚至其他处理器。SPI主要使用4个信号：MOSI(主机输出／从机输人)、MISO(主机输入／从机输出)、SCK(串行时钟)和CS(片选)。其中，SCK由主机产生，作为传输的同步时钟，控制所有数据

实验十 并行接口芯片8255与输出控制

【实验目的】

1． 掌握8255的基本功能和工作原理；

2． 掌握8255工作于方式0及其初始化编程的方法以及输出的软件设计方法； 3． 初步了解并行接口电路及其工作原理。 4． 学会基本LED显示及扫描控制的方法。

【实验预习】

（建议用时：40min）

复习教材中的相关内容，联系阅读讲义后附实验资料，回答以下问题：

1． 数据从8255的PortC往数据总线上读出时，8255的控制信号CS= ；RD= ；

WR= ；A1= ；A0= 。

2． 据实验箱中8255各端口地址，编写PA和PB工作于方式0，且A口输入，B口输出情况下的初始化程序：

MOV AL， B MOV DX， H OUT DX， AL

3．根据下图说明，PC口输出“0”，发光二极管是亮/灭？PC口输出“1”，发光二极管是亮/灭？

D0D1D2D3D4D5D6D7RDWRA0A1RESETCSPA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7VCC740774

实验十 并行接口芯片8255与输出控制

【实验目的】

1． 掌握8255的基本功能和工作原理；

2． 掌握8255工作于方式0及其初始化编程的方法以及输出的软件设计方法； 3． 初步了解并行接口电路及其工作原理。 4． 学会基本LED显示及扫描控制的方法。

【实验预习】

（建议用时：40min）

复习教材中的相关内容，联系阅读讲义后附实验资料，回答以下问题：

1． 数据从8255的PortC往数据总线上读出时，8255的控制信号CS= ；RD= ；

WR= ；A1= ；A0= 。

2． 据实验箱中8255各端口地址，编写PA和PB工作于方式0，且A口输入，B口输出情况下的初始化程序：

MOV AL， B MOV DX， H OUT DX， AL

3．根据下图说明，PC口输出“0”，发光二极管是亮/灭？PC口输出“1”，发光二极管是亮/灭？

D0D1D2D3D4D5D6D7RDWRA0A1RESETCSPA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7VCC740774

第15章

SPI接口

15.1 SPI协议简介

SPI 协议（Serial PeripheralInterface），即串行外围设备接口，是一种高速全双工的通信总线，它由摩托罗拉公司提出，当前最新的为V04.01—2004版。它被广泛地使用在ADC、LCD等设备与MCU间通信的场合。

15.1.1 SPI信号线

SPI包含4条总线，SPI总线包含4条总线，分别为S S、SCK、MOSI、MISO。它们

的作用介绍如下：

1）SS（SlaveSelect）：片选信号线，当有多个SPI设备与MCU相连时，每个设备的这个片选信号线是与MCU单独的引脚相连的，而其他的SCK、MOSI、MISO线则为多个设备并联到相同的SPI总线上，见图15-1。当SS信号线为低电平时，片选有效，开始SPI通信。

图16-1SPI多设备通信

2）SCK（SerialClock）：时钟信号线，由主通信设备产生，不同的设备支持的时钟 频率不一样，如STM32的SPI时钟频率最大为fPCLK／2。

3）MOSI （Master Output, Slave Input）：主设备输出 ／从设备输入引脚。主机的数据从这条信号线输出，从机由这条信号线读入数据，即这条线上数据的方向