第20课 SPI协议详解及裸机程序开发分析

第001节_SPI协议介绍

市面上的开发板很少接有SPI设备，但是SPI协议在工作中经常用到。我们开发了SPI模块，上面有SPI Flash和SPI OLED。OLED就是一块显示器。

我们裸板程序会涉及两部分：

• 用GPIO模拟SPI
• 用S3C2440的SPI控制器

我们先介绍下SPI协议，硬件框架如下：

• SCK：提供时钟
• DO:作为数据输出
• DI:作为数据输入
• CS0/CS1:作为片选

同一时刻只能有一个SPI设备处于工作状态。

假设现在2440传输一个0x56数据给SPI Flash，时序如下： 首先CS0先拉低选中SPI Flash，0x56的二进制就是0b0101 0110，因此在每个SCK时钟周期，DO输出对应的电平。 SPI Flash会在每个时钟周期的上升沿读取D0上的电平。

在SPI协议中，有两个值来确定SPI的模式。 CPOL:表示SPICLK的初始电平，0为电平，1为高电平 CPHA:表示相位，即第一个还是第二个时钟沿采样数据，0为第一个时钟沿，1为第二个时钟沿

CPOLCPHA模式含义000初始电平为低电平，在第一个时钟沿采样数据011初始电平为低电平，在第二个时钟沿采样数据102初始电平为高电平，在第一个时钟沿采样数据113初始电平为高电平，在第二个时钟沿采样数据

我们常用的是模式0和模式3，因为它们都是在上升沿采样数据，不用去在乎时钟的初始电平是什么，只要在上升沿采集数据就行。

极性选什么？格式选什么？通常去参考外接的模块的芯片手册。比如对于OLED，查看它的芯片手册时序部分：

SCLK的初始电平我们并不需要关心，只要保证在上升沿采样数据就行。

第002节_使用GPIO实现SPI协议操作OLED

现在开始写代码，使用GPIO实现SPI协议操作。

我们现在想要操作OLED，通过三条线(SCK、DO、CS)与OLED相连，这里没有DI是因为2440只会向OLED传数据而不用接收数据。

我们要用GPIO来实现SOC向OLED写数据，这一层用gpio_spi.c来实现，负责发送数据。

对于OLED，有专门的指令和数据格式，要传输的数据内容，在oled.c这一层来实现，负责组织数据。

因此，我们需要实现以上两个文件。

需要实现的函数：先SPI初始化SPIInt()，再初始化OLEDOLEDInit()，最后再显示OLEDPrint()。

新建一个gpio_spi.c文件，实现SPI初始化SPIInt()

void SPIInit(void)
{
    /* 初始化引脚 */
    SPI_GPIO_Init();
}

再具体实现SPI_GPIO_Init()。这里使用GPIO实现SPI协议，电路图如下：

 GPF1作为OLED片选引脚，设置为输出；
 GPG2作为FLASH片选引脚，设置为输出；
 GPG4作为OLED的数据(Data)/命令(Command)选择引脚，设置为输出；
 GPG5作为SPI的MISO，设置为输入；
 GPG6作为SPI的MOSI，设置为输出；
 GPG7作为SPI的时钟CLK，设置为输出；

/* 用GPIO模拟SPI */
static void SPI_GPIO_Init(void)
{
    /* GPF1 OLED_CSn output */
    GPFCON &= ~(3