英创信息技术EM9170 SPI接口用户指南简介

1、功能描述

EM9170提供了一路硬件4线制SPI接口供用户使用，它的4条信号线与系统的GPIO复用，系统上电后，对应管脚默认为GPIO状态（详见《EM9170工控主板数据手册 》），当在应用程序中打开SPI接口后，对应的信号线将自动切换到SPI状态。EM9170 SPI接口支持以下特性：

· 4线制全双工同步串行接口
· 主控（Master）工作模式
· 可以配置SPI时钟信号（SPI_SCLK）的相位和极性
· 支持1至32-bit可配置的数据通讯位宽
· 支持DMA操作方式
· 最高波特率16Mbps

SPI通讯的时序简单，主要是在SPI时钟（SCLK）的同步下，在两个设备的移位寄存器间进行数据通讯。EM9170的SPI接口可以配置SCLK的极性（POL）和相位(PHA)，图1为设置不同的相位和极性配置时，时钟信号的输出波形。

图1：SPI总线SCLK和MOSI,MISO之间的关系

图1中的时钟极性（POL）决定了SPI串行时钟信号线(SCLK)空闲时的电平，如果POL=0，串行时钟空闲时为低电平，POL=1串行时钟空闲时为高电平。时钟相位(PHA) 用来决定数据在什么时刻输出和锁存输入。如果 PHA=0，SPI控制器在SCLK的下降沿输出数据，在SCLK上升沿锁存输入的数据。当PHA=1时，将在SCLK上升沿输出数据，而在SCLK下降沿锁存输入数据。SPI线上的主从设备必须根据具体情况设置匹配的传输时序模式，时序只有匹配，数据才能正常通讯。

2、操作说明

2.1 打开SPI端口
通过调用CreateFile( )函数来打开系统的SPI设备，设备名称为“SPI1:”如下所示：

// Open the SPI port.
hSPI = CreateFile (TEXT”SPI1:”, // name of device
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // access (read-write) mode
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, // sharing mode
NULL, // security attributes (ignored)
OPEN_EXISTING, // creation disposition
FILE_FLAG_RANDOM_ACCESS, // flags/attributes
NULL); // template file (ignored)

2.2 数据通讯
在进行SPI数据通讯前，需要调用SPIConfig()函数对SPI总线做相应的配置，函数申明如下：

BOOL SPIConfig( HANDLE hCSPI, PCSPI_BUSCONFIG_T pCspiConfig );

其中参数pCspiConfig为SPI总线配置结构体，其定义如下：

typedef struct
{ // CSPI bus configuration
UINT32 freq; // SPI波特率：<=16Mbps
UINT8 bitcount; // 数据位宽：1～32bit
BOOL pol; // 设置时钟极性
BOOL pha; // 设置时钟相位
} CSPI_BUSCONFIG_T, *PCSPI_BUSCONFIG_T;

用户调用SPIExchange()函数来完成一次数据收发，函数申明如下：

BOOL SPIExchange(
HANDLE hCSPI, // 由CreateFile创建的HANDLE
PVOID pTxBuf, // 发送数据缓存
PVOID pRxBuf, // 接收数据缓存
UINT32 xchCnt ); // 传输的数据个数

需要注意的是，参数pTxBuf和pRxBuf是LPVOID型指针变量，当设置SPI通讯位宽（CSPI_BUSCONFIG_T的bitcount成员）为1～8时，数据收发缓存（pTxBuf和pRxBuf）需要定义为UNIT8数据类型，当SPI通讯位宽为9～16时，数据收发缓存需要定义为UINT16类型，当SPI通讯位数为17～32时，数据收发缓存要定义成UINT32数据类型。

下面是示例程序片断：

HANDLE hSPI; // 定义SPI操作HANDLE
DWORD dwXchCnt; // 定义传输字节个数
CSPI_BUSCONFIG_T spiConfig; // 定义SPI总线配置数据结构体
spiConfig.bitcount = 8; // bit count=8
spiConfig.freq = 16000000; // XCH speed = 16M
spiConfig.pha = FALSE; // Phase 0 operation
spiConfig.pol = FALSE; // Active high operation
// if 1<=cspiConfig.bitcount<=8 收发缓存需要定义为UINT8类型
UINT8 TxData[1024] = { 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05 };
UINT8 RxData[1024];
// if 9<=cspiConfig.bitcount<=16 收发缓存需要定义为UINT16类型
// UINT16 TxData[1024] = { 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05 };
// UINT16 RxData[1024];
// if 17<=cspiConfig.bitcount<=32 收发缓存需要定义为UINT32类型
// UINT32 TxData[1024] = { 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05 };
// UINT32 RxData[1024];
// 打开SPI总线 (SPIOpen( )内部调用了CreateFile()函数)
hSPI = SPIOpen( TEXT(“SPI1:”) );
SPIConfig( hSPI, &spiConfig ); // 设置SPI总线配置信息
dwXchCnt = 5; // 传输5个数据
SPIExchange( hSPI, TxData, RxData, dwXchCnt ); // 进行SPI数据传输，传输5个数据

2.3 关闭SPI
调用CloseHandle函数关闭由CreateFile创建的HANDLE即可关闭SPI端口。

CloseHandle（ hSPI）;