SPI工作模式时序分析

SPI工作模式时序分析

SPI共用4种模式，通过SCK的CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位）来控制同步,此处利用IO口软件模拟W25Q128的SPI模式0与模式3通信过程中的时序。且SPI是通过MISO和MOSI来收发数据因此得知SPI是全双工的。下面代码使用W25Q128_SCK(n)来模拟CPOL的波形。

1. 模式0：CPOL = 0，CPHA = 0,第一个边沿收发
2. 模式1：CPOL = 0，CPHA = 1,第二个边沿收发
3. 模式2：CPOL = 1，CPHA = 0,第一个边沿收发
4. 模式3：CPOL = 1，CPHA = 1,第二个边沿收发

SPI模式0

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*
*  file name:  1.c
*  author   :  lu.ciana.598393@gmail.com
*  date     :  2024/07/16
*  function :  利用IO口模拟SPI时序实现对存储IC进行读取操作,掌握SPI工作模式和时序分析
*  note	 ：  none
*  CopyRight (c)   2024    lu.ciana.598393@gmail.com   All Right Reserved
*  SCK  -- PB3  输出模式
*  MOSI -- PB5  输出模式
*  MISO -- PB4  输入模式
*  CS   -- PB14 输出模式
*****************************************************************/

#define W25Q128_CS(n) (n) ? GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_14) : GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_14)
#define W25Q128_SCK(n) (n) ? GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_3) : GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_3)  //使用这个函数来模拟CPOL的波形
#define W25Q128_MOSI(n) (n) ? GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5) : GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5)
#define W25Q128_MISO GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_4)

uint8_t W25Q128_SendByte(uint8_t byte)
{
   int i= 0;
   uint8_t data= 0;

   //1. SCK引脚输出低电平
   W25Q128_SCK(0);
   delay_us(5);

   //循环发送8次,每次发送一个bit遵循MSB高位先出
   for(i=0;i<8;i++)
   {
       //2.判断待发送的字节的最高位
       if(byte & 0x80)
       {
           W25Q128_MOSI(1);
       }else
       {
           W25Q128_MOSI(0);
       }
       byte <<= 1;
       delay_us(5);

       //3.SCK引脚输出高电平,此时第一个边沿出现
       W25Q128_SCK(1);
       delay_us(5);

       //4.此时从机会响应一个bit,主机需要接收!
       data <<= 1;
       data |= W25Q128_MISO;
       delay_us(5);

       //5.SCK引脚输出低电平,此时第二个边沿出现
       W25Q128_SCK(0);
       delay_us(5);
   }

   return data;
}

SPI模式3

/*************************************************************************************
 *
 *  file name:  1.c
 *  author   :  lu.ciana.598393@gmail.com
 *  date     :  2024/07/16
 *  function :  利用IO口模拟SPI时序实现对存储IC进行读取操作,掌握SPI工作模式和时序分析
 *  note	 ：  none
 *  CopyRight (c)   2024    lu.ciana.598393@gmail.com   All Right Reserved
 *  SCK  -- PB3  输出模式
 *  MOSI -- PB5  输出模式
 *  MISO -- PB4  输入模式
 *  CS   -- PB14 输出模式
 ******************************************************************/

#define W25Q128_CS(n) (n) ? GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_14) : GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_14)
#define W25Q128_SCK(n) (n) ? GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_3) : GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_3)
#define W25Q128_MOSI(n) (n) ? GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5) : GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5)
#define W25Q128_MISO GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_4)

uint8_t W25Q128_SendByte(uint8_t byte) {
    int i = 0;
    uint8_t data = 0;

    //1. SCK引脚输出高电平
    W25Q128_SCK(1);
    delay_us(5);

    //循环发送8次, 每次发送一个bit遵循MSB高位先出
    for (i = 0; i < 8; i++) {
        //2.SCK引脚输出低电平,此时第一个边沿出现
        W25Q128_SCK(0);
        delay_us(5);

        //3.判断待发送的字节的最高位
        if (byte & 0x80) {
            W25Q128_MOSI(1);
        } else {
            W25Q128_MOSI(0);
        }

        byte <<= 1;
        delay_us(5);

        //4.SCK引脚输出高电平,此时第二个边沿出现
        W25Q128_SCK(1);
        delay_us(5);

        //5.此时从机会响应一个bit,主机需要接收!
        data <<= 1;
        data |= W25Q128_MISO;
        delay_us(5);
    }

    return data;
}