Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
162
Добавлен:
01.03.2016
Размер:
3.56 Mб
Скачать

Serial peripheral interface (SPI)

RM0016

 

 

20.3SPI functional description

20.3.1General description

The block diagram of the SPI is shown in Figure 91.

Figure 91. SPI block diagram

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ADDRESS AND DATA BUS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

READ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RX BUFFER

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MOSI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SHIFT REGISTER

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TXIE

RXIE

ERR

WKIE

0

 

0

0

 

0

 

 

 

MISO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LSBFirst

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BSY

OVR

MOD

CRC

WK

 

0

 

TXE

RXNE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TX BUFFER

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

ERR

UP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WRITE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COMMUNICATION

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SCK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAUD RATE GENERATOR

fMASTER

 

BR[2:0]

 

 

 

 

 

 

 

CONTROL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LSB

SPE

 

BR2

 

BR1

BR0

MSTRCPOL

CPHA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIRST

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MASTER CONTROL LOGIC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BIDI

BIDI

CRC

CRC

 

0

 

 

 

RX

SSM

SSI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MODE

OE

 

EN

 

 

Next

 

 

 

 

ONLY

 

 

 

 

NSS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

The SPI is connected to external devices through four pins:

MISO: Master In / Slave Out data (port C7). This pin can be used to transmit data in slave mode and receive data in master mode.

MOSI: Master Out / Slave In data (port C6). This pin can be used to transmit data in master mode and receive data in slave mode.

SCK: Serial Clock output (port C5) for SPI masters and Serial Clock input for SPI slaves.

NSS: Slave select (port E5). This is a optional pin to select a slave device. This pin acts as a ‘chip select’ to let the SPI master communicate with slaves individually and to avoid contention on the data lines. Slave NSS inputs can be driven by standard I/O ports on the master device. When configured in master mode (MSTR bit =1) and if NSS is pulled low, the SPI enters master mode fault state: the MSTR bit is automatically reset and the device is configured in slave mode (refer to Section 20.3.9: Error flags on page 269).

A basic example of interconnections between a single master and a single slave is illustrated in Figure 92.

254/454

Doc ID 14587 Rev 9

RM0016

 

 

 

 

Serial peripheral interface (SPI)

 

 

 

 

 

Note:

When using the SPI in High-speed mode, the I/Os where SPI outputs are connected should

 

be programmed as fast slope outputs in order to be able to reach the expected bus speed.

 

Figure 92. Single master/ single slave application

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MASTER

 

SLAVE

 

MSBit

 

 

LSBit

MSBit

 

LSBit

 

 

 

 

MISO

MISO

8-BIT SHIFT REGISTER

8-BIT SHIFT REGISTER

MOSI

MOSI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SPI

 

 

 

 

 

SCK

SCK

 

 

 

 

CLOCK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GENERATOR

 

 

 

 

 

 

NSS

 

NSS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VDD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Not used if NSS is managed by software

The MOSI pins are connected together and the MISO pins are connected together. In this way data is transferred serially between master and slave (most significant bit first).

The communication is always initiated by the master. When the master device transmits data to a slave device via MOSI pin, the slave device responds the MISO pin. This implies full duplex communication with both data out and data in synchronized with the same clock signal (which is provided by the master device via the SCK pin).

Slave select (NSS) pin management

A hardware or software slave select management configuration can be set using the Software slave select management (SSM) bit from the SPI_CR2 register.

Software NSS management (SSM = 1): with this configuration, slave select information is driven internally by the Internal slave select (SSI) bit value in the SPI_CR2 register.The external NSS pin remains free for other application uses.

Hardware NSS management (SSM = 0): For devices set as master, this configuration allows multimaster capability. For devices set as slave, the NSS pin works as a classical NSS input. The slave is selected when the NSS line is in low level and is not selected if the NSS line is in high level.

Note:

When the master is communicating with SPI slaves which need to be deselected between

 

transmissions, the NSS pin must be configured as a GPIO.

Doc ID 14587 Rev 9

255/454

Serial peripheral interface (SPI)

RM0016

 

 

 

Clock phase and clock polarity

 

Four possible timing relationships may be chosen by software, using the CPOL and CPHA

 

bits. The CPOL (clock polarity) bit controls the steady state value of the clock when no data

 

is being transferred. This bit affects both master and slave modes. If CPOL is reset, SCK pin

 

has a low level idle state. If CPOL is set, SCK pin has a high level idle state.

Note:

Make sure the SPI pin is configured at the idle state level of the SPI in order to avoid

 

generating an edge on the SPI clock pin when enabling or disabling the SPI cell.

 

If CPHA (clock phase) bit is set, the second edge on the SCK pin (falling edge if the CPOL

 

bit is reset, rising edge if the CPOL bit is set) is the MSBit capture strobe. Data is latched on

 

the occurrence of the first clock transition. If CPHA bit is reset, the first edge on the SCK pin

 

(falling edge if CPOL bit is set, rising edge if CPOL bit is reset) is the MSBit capture strobe.

 

Data is latched on the occurrence of the second clock transition.

 

The combination of the CPOL clock polarity and CPHA (clock phase) bits selects the data

 

capture clock edge.

 

Figure 93 shows an SPI transfer with the four combinations of the CPHA and CPOL bits.

 

The diagram may be interpreted as a master or slave timing diagram where the SCK pin, the

 

MISO pin, the MOSI pin are directly connected between the master and the slave device.

Note: 1

Prior to changing the CPOL/CPHA bits the SPI must be disabled by resetting the SPE bit.

2Master and slave must be programmed with the same timing mode.

3The idle state of SCK must correspond to the polarity selected in the SPI_CR1 register (by pulling up SCK if CPOL=1 or pulling down SCK if CPOL=0).

256/454

Doc ID 14587 Rev 9

RM0016

Serial peripheral interface (SPI)

 

 

Figure 93. Data clock timing diagram

 

 

 

 

CPHA =1

 

 

 

CPOL = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

CPOL = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

MISO

MSBit

Bit 6

Bit 5

Bit 4

Bit3

Bit 2

Bit 1

LSBit

MOSI

MSBit

Bit 6

Bit 5

Bit 4

Bit3

Bit 2

Bit 1

LSBit

NSS

 

 

 

 

 

 

 

 

(to slave)

 

 

 

 

 

 

 

 

CAPTURE STROBE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CPHA =0

 

 

 

CPOL = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

CPOL = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

MISO

MSBit

Bit 6

Bit 5

Bit 4

Bit3

Bit 2

Bit 1

LSBit

MOSI

MSBit

Bit 6

Bit 5

Bit 4

Bit3

Bit 2

Bit 1

LSBit

NSS

 

 

 

 

 

 

 

 

(to slave)

 

 

 

 

 

 

 

 

CAPTURE STROBE

 

 

 

 

 

 

 

1. These timings are shown with the LSBFIRST bit reset in the SPI_CR1 register.

Frame format

Data can be shifted out either MSB-first or LSB-first depending on the value of the LSBFIRST bit in the SPI_CR1 Register.

Doc ID 14587 Rev 9

257/454

Соседние файлы в папке Минимум документации STM8_1