本文主要講解kinetis L系列中SPI通信的單線雙向通信功能，并使用KL25為例講解如何配置，代碼實現，硬件連接以及實驗結果。所謂單線雙向通信，并不是指整個SPI通信只使用一根線，而是不同于通常的SPI通信四根線，使用SCK（時鐘信號），PCS（片選信號），MOSI（數據信號主出從入），MISO（數據信號主入從出）。單線通信不使用兩根數據線，只使用一根數據線，對于主機MOMI；對于從機SISO。所以，這里的單線應該理解為單數據線。
圖 1 正常模式以及雙向模式 由上圖可以知道，單線模式是通過置位 SPI 控制寄存器 2 中的 SPC0 位 :SPIx_C2[SPC0] =1 實現。 此時，對于主機，不再同時使用 MOSI 以及 MISO 兩個引腳，這時 MOSI 充當了 MOMI 主機數據線；對于從機，同樣不再使用 MOSI 以及MISO 兩個引腳，這時 MISO 引腳充當了 SISO 從機數據線。要實現 SPI 的單線雙向通信，只要把主機的 MOMI 以及 SISO 引腳相連，實現數據的通信，其余的 SCK 以及 PCS 信號和正常模式一樣。另外，如果要實現單線通信的輸出功能，需要通過置位 SPIx_C2[BIDIROE]位實現，輸入則無需配置。同一時刻，對于主從機，只有一個輸入一個輸出，不可以同時配置為輸出，即把主從機的 SPIx_C2[BIDIROE]位都置上。
二，硬件連接 本文使用 FRDM-KL25 開發板的 SPI0 以及 SPI1 兩個 SPI 模塊實現相互的單線雙向通信。具體的硬件連接如下圖所示：
三、代碼實現 1、端口配置 實現 SPI0,SPI1 相關引腳的定義，以及模塊時鐘開啟，代碼如下： - void spi_port_init(void)
- {
- SIM_SCGC5 |= SIM_SCGC5_PORTA_MASK | SIM_SCGC5_PORTC_MASK | SIM_SCGC5_PORTE_MASK;
- SIM_SCGC4 |= SIM_SCGC4_SPI0_MASK | SIM_SCGC4_SPI1_MASK;
- PORTA_PCR16 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTA_PCR16 |= PORT_PCR_MUX(5)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTA16 as SPI0_MISO
- PORTA_PCR17 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTA_PCR17 |= PORT_PCR_MUX(5)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTA17 as SPI0_MOSI
- PORTC_PCR5 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTC_PCR5 |= PORT_PCR_MUX(2)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTC5 as SPI0_sck
- PORTC_PCR4 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTC_PCR4 = PORT_PCR_MUX(2)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTC4 as SPI0_pcs
- PORTE_PCR1 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTE_PCR1 |= PORT_PCR_MUX(2)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTE1 as SPI1_MOSI
- PORTE_PCR3 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTE_PCR3 |= PORT_PCR_MUX(2)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTE3 as SPI1_MISO
- PORTE_PCR2 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTE_PCR2 |= PORT_PCR_MUX(2)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTE2 as SPI1_SCK
- PORTE_PCR4 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTE_PCR4 = PORT_PCR_MUX(2)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTE4 as SPI1_SS_b
- }
2：模塊單線雙向配置 配置 SPI0 為主機，SPI1 為從機，兩個模塊均為單線雙向功能，初始配置為MOMI 引腳為主機輸出，SISO 引腳為從機輸入。模塊初始化代碼配置如下： - void spi_module_init(void)
- {
- // ================SPI0 init master ==============
- SPI0_C1 &= ~SPI_C1_SPE_MASK ;
- SPI0_C1 = SPI_C1_MSTR_MASK | SPI_C1_SSOE_MASK ; //SPI0 主機
- SPI0_C1 &= (~SPI_C1_CPHA_MASK) & (~SPI_C1_CPOL_MASK) & (~SPI_C1_SPIE_MASK) & (~SPI_C1_SPTIE_MASK);
- SPI0_BR = (SPI_BR_SPPR(0x02) | SPI_BR_SPR(0x05)); // Set baud rate register 125Khz 波特率
- SPI0_C2 |= SPI_C2_MODFEN_MASK | SPI_C2_BIDIROE_MASK | SPI_C2_SPC0_MASK ; // 單線雙向模式，輸出
- //==================SPI1 init slave==============
- SPI1_C1 &= ~SPI_C1_SPE_MASK;
- SPI1_C1 |= SPI_C1_SSOE_MASK;// 從機
- SPI1_C1 &= (~SPI_C1_CPHA_MASK) & (~SPI_C1_CPOL_MASK) & (~SPI_C1_SPIE_MASK) & (~SPI_C1_SPTIE_MASK);
- SPI1_C2 |= SPI_C2_MODFEN_MASK | SPI_C2_SPC0_MASK;
- SPI1_C2 &= ~SPI_C2_BIDIROE_MASK; //從機單線輸入
- //==================Enable SPI0 and SPI1============
- SPI0_C1 |= SPI_C1_SPE_MASK ; // Enable SPI module
- SPI1_C1 |= SPI_C1_SPE_MASK; /* Enable device */
- }
3：主控程序 - spi_port_init(); //相關引腳初始化
- spi_module_init(); // SPI 模塊初始化
- spi0_send8(0x0E); //主機發送 0X0E
- rd = spi0_get8();
- rd1 = spi1_get8(); //從機接收
- printf("SPI0_rd: %02x", rd&0xFF); //打印結果
- printf("SPI1_rd: %02x", rd1&0xFF);
- spi0_send8(0x1E); //主機發送 0X1E
- rd = spi0_get8();
- rd1 = spi1_get8(); //從機接收
- printf("SPI0_rd: %02x", rd&0xFF);
- printf("SPI1_rd: %02x", rd1&0xFF);
- global_pass_count = 0;
- //從機發送，主機接收
- SPI1_C2 |= SPI_C2_BIDIROE_MASK; //MISO is used in slave mode as I/O---output
- //set MOSI input
- SPI0_C2 &= ~SPI_C2_BIDIROE_MASK; //MOSI is used in master mode as input
- //從機發送從 1 開始遞加數據給主機，主機接收
- while(1)
- {
- global_pass_count++;
- while ((SPI1_S & SPI_S_SPTEF_MASK) == 0);
- SPI1_D = global_pass_count;
- rd=spi0_send_read(0xaa);
- printf("SPI0_rd: %02x", rd&0xFF);
- }
四，實驗結果 1，SPI 波形 波形見圖 3，其中 MOSI 即為 MOMI 以及 SISO 單數據線上面的波形。Clock 即為時鐘線，Enable 即為 PCS 片選信號線。從圖中可以看到，主從機之間的通信數據均在單數據線上。0X0E 及 0X1E 是 SPI0 作為主機發出的，后面的 0X01 開始的遞增數據均為 SPI1 作為從機發出的。 2，通信數據打印信息 圖 4 打印結果信息
從上圖中可以看到，SPI0 作為主機發出的 0X0E以及 0X1E 都能被 SPI1 從機接收到。 而 SPI1 作為從機發出的從 0X01 遞增的數據也均被 SPI0 作為主機接收到。
綜上，可以看到，SPI0 以及 SPI1 可以實現單線雙向功能的通信。
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