so-zou.jp

SPI (Serial Peripheral Interface)

シリアル周辺装置インターフェース (Serial Peripheral Interface)

ライブラリ

#include <spi.h>

関数、マクロ

関数

用途	関数	説明
オープン/クローズ	OpenSPIx
	CloseSPIx
送受信	ReadSPIx (getcSPIx)
	WriteSPIx (putcSPIx)
	getsSPIx
	putsSPIx
ステータス	DataRdySPIx
割り込み	ConfigIntSPIx

dsPIC30F/dsPIC33F/PIC24H/dsPIC33E/PIC24E SPI Peripheral Module Library Help

マクロ

用途	マクロ	説明
割り込み	EnableIntSPIx
	DisableIntSPIx
	SetPriorityIntSPIx

レジスタ (Register)

レジスタ	説明
SPIxCON	制御レジスタ。モジュールの設定を行う
SPIxSTAT	ステータス レジスタ
SPIxBUF	送受信バッファ レジスタ (このアドレスはSPIxTXBとSPIxRXBの2つで共有される)
SPIxSR※1	シフト レジスタ。送受信のデータをシフトする(16ビット)

※1 SPIxSRレジスタへは、ユーザーが直接書き込むことはできません。すべての書き込みはSPIxBUFレジスタを介して行います。

区分	SFR名	アドレス	Bit 15	Bit 14	Bit 13	Bit 12	Bit 11	Bit 10	Bit 9	Bit 8	Bit 7	Bit 6	Bit 5	Bit 4	Bit 3	Bit 2	Bit 1	Bit 0	リセット後の値
SPIxCON (制御)	SPI1CON	0222	-	FRMEN	SPIFSD	-	DISSDO	MODE16	SMP	CKE	SSEN	CKP	MSTEN	SPRE2	SPRE1	SPRE0	PPRE1	PPRE0	0000 0000 0000 0000
	SPI2CON	0228	-	FRMEN	SPIFSD	-	DISSDO	MODE16	SMP	CKE	SSEN	CKP	MSTEN	SPRE2	SPRE1	SPRE0	PPRE1	PPRE0	0000 0000 0000 0000
SPIxSTAT (ステータス)	SPI1STAT	0220	SPIEN	-	SPISIDL	-	-	-	-	-	-	SPIROV	-	-	-	-	SPITBF	SPIRBF	0000 0000 0000 0000
	SPI2STAT	0226	SPIEN	-	SPISIDL	-	-	-	-	-	-	SPIROV	-	-	-	-	SPITBF	SPIRBF	0000 0000 0000 0000
SPIxBUF (バッファ)	SPI1BUF	0224	Transmit and Receive Buffer Address shared by SPI1TXB and SPI1RXB registers																0000 0000 0000 0000
	SPI2BUF	022A	Transmit and Receive Buffer Address shared by SPI2TXB and SPI2RXB registers																0000 0000 0000 0000

Table 20-3: SPI1 Register Map (DS70067D)

ブロック図

ピン

ピン	説明
SDIx (Serial Data Input)	シリアルデータ入力
SDOx (Serial Data Output)	シリアルデータ出力
SCKx (Shift ClocK)	クロック出力またはクロック入力 (マスタならばクロック出力、スレーブならばクロック入力)
SSx (Slave Select)	スレーブ選択またはフレーム同期I/O

動作モード

マスター (Master)

SPIモジュールの動作 (マスターモード)

1. Once the module is set up for Master mode of operation and enabled, data to be transmitted is written to the SPIxBUF register. The SPITBF (SPIxSTAT<1>) bit is set.
2. The contents of SPIxTXB are moved to the shift register, SPIxSR, and the SPITBF bit is cleared by the module.
3. A series of 8/16 clock pulses shifts out 8/16 bits of transmit data from the SPIxSR to the SDOx pin and simultaneously shifts in the data at the SDIx pin into the SPIxSR.
4. When the transfer is complete, the following events will occur:
   • The interrupt flag bit, SPIxIF, is set. SPI interrupts can be enabled by setting the interrupt enable bit SPIxIE. The SPIxIF flagis not cleared automatically by the hardware.
   • Also, when the ongoing transmit and receive operation is completed, the contents of the SPIxSR are moved to the SPIxRXB register.
   • The SPIRBF (SPIxSTAT<0>) bit is set by the module, indicating that the receive buffer is full. Once the SPIxBUF register is read by the user code, the hardware clears the SPIRBF bit.
5. If the SPIRBF bit is set (receive buffer isfull) when the SPI module needs to transfer data from SPIxSR to SPIxRXB, the module will set the SPIROV (SPIxSTAT<6>) bit, indicating an overflow condition.
6. Data to be transmitted can be written to SPIxBUF by the user software at any time as long as the SPITBF (SPIxSTAT<1>) bit is clear. The write can occur while SPIxSR is shifting out the previously written data, allowing continuous transmission.

20.3.2.1 Master Mode (DS70067D)

スレーブ (Slave)

スレーブ選択 無効

スレーブ選択 有効

オープン、クローズ

オープン (OpenSPI)

void OpenSPIx(
  unsigned int config1,  // 制御レジスタ (SPIxCON) の値
  unsigned int config2   // ステータス レジスタ (SPIxSTAT) の値
  )

config1の定数 (SPIxCON)

区分	定数	説明
フレーム化SPI	FRAME_ENABLE_ON	フレーム化SPIを有効
	FRAME_ENABLE_OFF	フレーム化SPIを無効
フレームパルス方向	FRAME_SYNC_INPUT	入力 (スレーブ側)
	FRAME_SYNC_OUTPUT	出力 (マスタ側)
SDOピンの用途	DISABLE_SDO_PIN	汎用I/O用
	ENABLE_SDO_PIN	SPI用
通信時のデータ幅	SPI_MODE16_ON	Word (16ビット) 幅で通信
	SPI_MODE16_OFF	Byte (8ビット) 幅で通信
データ入力サンプルの位相	SPI_SMP_ON	出力時間の終了時に入力
	SPI_SMP_OFF	出力時間の中間時に入力 (スレーブ モードではこちらを選択)
クロックエッジの選択	SPI_CKE_ON	出力データは、クロックがアクティブからアイドルへの変化で出力 (アクティブ、アイドル状態はクロック極性選択で定義される)
	SPI_CKE_OFF	出力データは、クロックがアイドルからアクティブへの変化で出力 (フレーム化SPIモードでは、こちらを選択)
スレーブ選択	SLAVE_ENABLE_ON	スレーブ選択を有効
	SLAVE_ENABLE_OFF	スレーブ選択を無効
クロック極性選択	CLK_POL_ACTIVE_LOW	クロックがLowレベルでアクティブ状態、アイドル状態はその逆
	CLK_POL_ACTIVE_HIGH	クロックがHighレベルでアクティブ状態、アイドル状態はその逆
モード選択	MASTER_ENABLE_ON	マスタ モード
	MASTER_ENABLE_OFF	スレーブ モード
第2プリスケーラ選択	SEC_PRESCAL_1_1	クロック周波数のプリスケーラ
	SEC_PRESCAL_2_1
	SEC_PRESCAL_3_1
	SEC_PRESCAL_4_1
	SEC_PRESCAL_5_1
	SEC_PRESCAL_6_1
	SEC_PRESCAL_7_1
	SEC_PRESCAL_8_1
第1プリスケーラ選択	PRI_PRESCAL_1_1
	PRI_PRESCAL_4_1
	PRI_PRESCAL_16_1
	PRI_PRESCAL_64_1

config2の定数 (SPIxSTAT)

区分	定数	説明
モジュールの有効/無効	SPI_ENABLE	SPIを有効
	SPI_DISABLE	SPIを無効
アイドルモード	SPI_IDLE_CON	アイドルモードでも動作を継続
	SPI_IDLE_STOP	アイドルモードでは動作を停止
受信オーバーフロー	SPI_RX_OVFLOW_CLR	受信オーバーフローフラグをクリアする

フレーム化SPIモード (Framed SPI Modes)

フレーム化SPIモードでは、SSピンを同期信号として送受信を開始します。このときSCKピンからは、つねにクロックを生成し続けます。

フレーム化SPIを使用しない通常モードではSSピンを使用せず、データを送受信するときのみSCKピンからクロックを生成します。

フレーム化SPI 無効

フレーム化SPI 有効

クロック周波数 (Clock Frequency)

通信速度を決定するクロック周波数は、命令実行クロック (F_CY) を基準に2つのプリスケーラの値から設定します。このときサポートされる周波数は、デバイスによって制限されることに留意する必要があります。たとえばdsPIC4012ではクロック周期が100ns以上^※1でなくてはならないため、クロック周波数は10Mhz以下とします。

データは1クロックで1ビットの周期で伝送されるため、たとえばクロックが20MHzならば20Mbpsの通信速度となります。

※1 データシート DS70135C TABLE 24-32より

プリスケーラ値とクロック周波数の関係

FCY = 20,000kHz		第1プリスケーラ
		1:1	4:1	16:1	64:1
第2プリスケーラ	1:1	20,000	5,000	1,250	313
	2:1	10,000	2,500	625	156
	3:1	6,667	1,667	417	104
	4:1	5,000	1,250	313	78
	5:1	4,000	1,000	250	63
	6:1	3,333	833	208	52
	7:1	2,857	714	179	45
	8:1	2,500	625	156	39

※周波数の単位はkHz

クローズ (CloseSPI)

void CloseSPIx( void )

送受信

送信と受信では共通のバッファ (SPIxBUF) を使用するため、それぞれ同じバッファから読み書きします。送受信されるデータ幅は、SPIxCONの設定により1Byteまたは2Byteのいずれかです。

送信

バッファ (SPIxBUF) へデータを書き込みます。

void WriteSPIx( unsigned int data )

よって、

SPIxBUF = data;

としても同じことです。

送信の完了は、送信バッファの状態または割り込みで確認します。

連続した送信

void putsSPIx(
  unsigned int length,
  unsigned int *wrptr
  )

受信

受信バッファのオーバーフローが発生すると、それ以降の受信データはすべて破棄され、バッファ (SPIxBUF) には格納されなくなります。よってバッファから読み込むときには、先に受信オーバーフローフラグ (SPIxSTAT<SPIROV>) がセットされていないか確認する必要があります。なお受信オーバーフローフラグは、_SPIROVを取得することで確認できます。

バッファ (SPIxBUF) からデータを読み込みます。

unsigned int ReadSPIx( void )

これも送信と同様に、

unsigned int data = SPIxBUF;

のように、バッファからの読み込みに書き換えられます。ただし受信バッファがフルかどうかによって、この2つは別の結果を返します。SPIxBUFからの読み込みはつねにバッファの値を返しますが、ReadSPIxはバッファがフルではない場合0xFFFFを返します。

連続した受信

unsigned int getsSPIx(
  unsigned int length,
  unsigned int *rdptr,
  unsigned int spi_data_wait
  )

バッファ ステータス

バッファフル ステータス

対象	関数	関与する変数
送信バッファ	---	SPIxSTATbits.SPITBF
受信バッファ	DataRdySPIx	SPIxSTATbits.SPIRBF

送信バッファ

送信バッファフルステータスビット (SPIxSTAT<SPITBF>)で、送信バッファがフルかどうかを確認できます。

if( SPI1STATbits.SPITBF )
{
    // 送信バッファはフル
}
else
{
    // 送信バッファはフルではない
}

マクロが定義されているため、これは

if( _SPITBF )

のようにも記述できます。よって、

while( _SPITBF );

とすることで、送信の完了を待つことができます。しかし可能ならば、送信の完了は割り込みによって処理すべきです。

なおこのステータスビットは、バッファからシフトレジスタ (SPIxSR) へデータが転送されると、ハードウェアにより自動でクリアされます。

受信バッファ

char DataRdySPIx( void )

受信バッファにデータがあれば1が、さもなくば0が返されます。

この関数は、受信バッファフルステータスビット (SPIxSTAT<SPIRBF>) の状態を返すだけです。よって関数を呼び出さなくとも、

if( _SPIRBF )

としても同じです。

なおこのステータスビットはバッファからデータが読み込まれると、ハードウェアで自動的にクリアされます。

受信バッファ オーバーフロー

SPIモジュールが受信バッファにデータを転送しなければならないとき、受信バッファフルステータスビットがセットされていると、受信オーバーフローフラグがセットされます。このフラグは自動的にクリアされることはないため、明示的にクリアする必要があります。

受信オーバーフローフラグは、

_SPIROV = 0;

でクリアできます。

割り込み

マスタモードおよびスレーブモードとも、送信または受信が完了すると割り込みフラグ (SPIxIF) がセットされます。

受信オーバーフローフラグ (SPIxSTAT<SPIROV>) がセットされると、それ以降の受信データはすべて破棄され、受信による割り込みが発生しなくなります。

許可、禁止

機能	マクロ
割り込みを許可	EnableIntSPIx
割り込みを禁止	DisableIntSPIx

/* Macros to  Enable/Disable interrupts and set Interrupt priority of SPI1 in 22F*/
#define EnableIntSPI1                    _SPI1IE = 1
#define DisableIntSPI1                   _SPI1IE = 0

割り込み優先順位

#define SetPriorityIntSPI1(priority)     _SPI1IP = priority

設定

void ConfigIntSPIx( unsigned int config )

/* SPI Interrupt defines */
#define  SPI_INT_EN             0xffff  /* SPI Interrupt Enable     */
#define  SPI_INT_DIS            0xfff7  /* SPI Interrupt Disable    */

#define  SPI_INT_PRI_0          0xfff8  /* SPI Interrupt Prior Level_0 */
#define  SPI_INT_PRI_1          0xfff9  /* SPI Interrupt Prior Level_1 */
#define  SPI_INT_PRI_2          0xfffa  /* SPI Interrupt Prior Level_2 */
#define  SPI_INT_PRI_3          0xfffb  /* SPI Interrupt Prior Level_2 */
#define  SPI_INT_PRI_4          0xfffc  /* SPI Interrupt Prior Level_4 */
#define  SPI_INT_PRI_5          0xfffd  /* SPI Interrupt Prior Level_5 */
#define  SPI_INT_PRI_6          0xfffe  /* SPI Interrupt Prior Level_6 */
#define  SPI_INT_PRI_7          0xffff  /* SPI Interrupt Prior Level_7 */

• 開発環境
  • MPLAB IDE
    • 導入
    • プロジェクト
    • デバッグ
• プログラマ (ライタ)
  • PICkit3
  • MPLAB ICD2
• Cコンパイラ
  • MPLAB C30
    • データ型
    • プロセッサ ヘッダ
    • ライブラリ
    • コンフィギュレーション
    • 周辺モジュール
      • I/O
      • A/D
      • UART
      • SPI
      • TIMER
    • 割り込み
  • CCS C
• アセンブラ
  • MPLAB ASM30
  • MPASM
• 開発補助ツール
• 開発例
  • SDカード
• デバイス
  • 部品入手先

• お問い合わせ
• プライバシーポリシー
• サイトマップ