Arduino - SPI 通訊

序列外設介面（SPI）匯流排是一種序列通訊系統，最多使用四根導線，通常為三根。一根導線用於資料接收，一根用於資料傳送，一根用於同步，另一根用於選擇與之通訊的裝置。它是全雙工連線，這意味著資料同時傳送和接收。最大波特率高於 I2C 通訊系統。

SPI 引腳

SPI 使用以下四條線 -

• SCK - 這是由主機驅動的序列時鐘。

• MOSI - 這是主機驅動的主輸出/從機輸入。

• MISO - 這是主機驅動的主輸入/從機輸出。

• SS - 這是從機選擇線。

使用以下函式。你必須包括 SPI.h.

• SPI.begin() - 通過將 SCK，MOSI 和 SS 設定為輸出，將 SCK 和 MOSI 拉低，SS 為高電平來初始化 SPI 匯流排。

• SPI.setClockDivider(divider) - 設定相對於系統時鐘的 SPI 時鐘分頻器。在基於 AVR 的電路板上，可用的分頻器為 2,4,8,16,32,64 或 128.預設設定為 SPI_CLOCK_DIV4，它將 SPI 時鐘設定為系統時脈頻率的四分之一（5 Mhz 用於 20 MHz 的電路板）。

• 分頻器 - 可以是（SPI_CLOCK_DIV2，SPI_CLOCK_DIV4，SPI_CLOCK_DIV8，SPI_CLOCK_DIV16，SPI_CLOCK_DIV32，SPI_CLOCK_DIV64，SPI_CLOCK_DIV128）。

• SPI.transfer(val) - SPI 傳輸基於同時傳送和接收：接收的資料在 receivedVal 中返回。

• SPI.beginTransaction(SPISettings(speedMaximum，dataOrder，dataMode))- speedMaximum 是時鐘，dataOrder（MSBFIRST 或 LSBFIRST），dataMode（SPI_MODE0，SPI_MODE1，SPI_MODE2 或 SPI_MODE3）。

我們在 SPI 中有四種操作模式如下 -

• 模式 0（預設值） - 時鐘通常為低電平（CPOL = 0），資料在從低電平到高電平（前沿）（CPHA = 0）的轉換時取樣。

• 模式 1 - 時鐘通常為低電平（CPOL = 0），資料在從高電平到低電平（後沿）（CPHA = 1）的轉換中取樣。

• 模式 2 - 時鐘通常為高電平（CPOL = 1），資料在從高電平到低電平（前沿）（CPHA = 0）的轉換中進行取樣。

• 模式 3 - 時鐘通常為高（CPOL = 1），資料在從低到高（後沿）（CPHA = 1）的轉換中取樣。

• SPI.attachInterrupt(handler) - 從裝置從主裝置接收資料時要呼叫的函式。

現在，我們將兩個 Arduino UNO 板連線在一起; 一個作為主機，另一個作為從機。

• SS：引腳 10
• MOSI：引腳 11
• MISO：第 12 針
• SCK：引腳 13

將兩個板子共地。以下是兩塊板之間連線的圖示 -

讓我們看一下 SPI 作為 Master 和 SPI 作為 Slave 的例子。

SPI 作為 MASTER

例

#include <SPI.h>

void setup (void) {
   Serial.begin(115200); //set baud rate to 115200 for usart
   digitalWrite(SS, HIGH); // disable Slave Select
   SPI.begin ();
   SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV8);//divide the clock by 8
}

void loop (void) {
   char c;
   digitalWrite(SS, LOW); // enable Slave Select
   // send test string
   for (const char * p = "Hello, world!\r" ; c = *p; p++) {
      SPI.transfer (c);
      Serial.print(c);
   }
   digitalWrite(SS, HIGH); // disable Slave Select
   delay(2000);
}

SPI 作為 SLAVE

例

#include <SPI.h>
char buff [50];
volatile byte indx;
volatile boolean process;

void setup (void) {
   Serial.begin (115200);
   pinMode(MISO, OUTPUT); // have to send on master in so it set as output
   SPCR |= _BV(SPE); // turn on SPI in slave mode
   indx = 0; // buffer empty
   process = false;
   SPI.attachInterrupt(); // turn on interrupt
}
ISR (SPI_STC_vect) // SPI interrupt routine { 
   byte c = SPDR; // read byte from SPI Data Register
   if (indx < sizeof buff) {
      buff [indx++] = c; // save data in the next index in the array buff
      if (c == '\r') //check for the end of the word
      process = true;
   }
}

void loop (void) {
   if (process) {
      process = false; //reset the process
      Serial.println (buff); //print the array on serial monitor
      indx= 0; //reset button to zero
   }
}