全功能SPI接口的設計與實(shí)現

作為全功能SPI接口，在設計時(shí)加入了測試模塊。使能相關(guān)地址譯碼，將使系統內部關(guān)鍵節點(diǎn)通過(guò)輸出控制模塊傳送到數據總線(xiàn)。
2．3 全功能SPI控制器的時(shí)鐘設計
SPI控制器為了和外部數據進(jìn)行交換，根據外設工作要求，其輸出串行同步時(shí)鐘極性和時(shí)鐘相位可以進(jìn)行匹配。但時(shí)鐘極性對傳輸協(xié)議沒(méi)有重大影響。如圖4所示，全功能SPI控制器包括4種不同的時(shí)鐘模式：

無(wú)延時(shí)的上升沿：SPI在SPICLK信號上升沿發(fā)送數據，在SPICLK信號下降沿接收數據；
無(wú)延時(shí)的下降沿：SPI在SPICLK信號下降沿發(fā)送數據，在SPICLK信號上升沿接收數據；
有延時(shí)的上升沿：SPI在SPICLK信號上升沿之前的半個(gè)周期發(fā)送數據，在SPICLK信號下降沿接收數據；
有延時(shí)的下降沿：SPI在SPICLK信號下降沿之前的半個(gè)周期發(fā)送數據，在SPICLK信號上升沿接收數據；
對于SPI控制器內部時(shí)鐘的產(chǎn)生，在對系統時(shí)鐘進(jìn)行分頻之后，還要對生成的時(shí)鐘進(jìn)行一定處理，因為分頻后的時(shí)鐘其高電平時(shí)間是幾個(gè)系統時(shí)鐘周期的和，控制移位寄存器的時(shí)鐘采用的是系統時(shí)鐘，為了在SPICLK的一個(gè)時(shí)鐘周期內只移位一位數據，必須要求內部時(shí)鐘的高電平時(shí)間為一個(gè)系統時(shí)鐘的周期，才能保證在SPICLK的一個(gè)時(shí)鐘周期內，只有一位數據的接收和發(fā)送。

圖5為實(shí)現上述功能的具體電路，即SPI控制器時(shí)鐘產(chǎn)生的電路結構。在圖5中，分頻后的時(shí)鐘為DICLK，作為與門(mén)的一個(gè)輸入端進(jìn)入模塊后對其進(jìn)行處理。節點(diǎn)Y1和Y2的輸出方程為：

分頻時(shí)鐘DICLK通過(guò)節點(diǎn)Y1和Y2后，其高電平時(shí)間僅為一個(gè)系統時(shí)鐘周期，且Y1較Y2延遲半個(gè)周期。MUX1的選擇端S來(lái)自配置寄存器的Phase端，選擇有延遲的Y1還是無(wú)延遲的Y2通過(guò)。分頻后的時(shí)鐘將被用于兩個(gè)用途，一是產(chǎn)生SPICLK作為從控制器的輸入時(shí)鐘。二是作為主控制器的內部時(shí)鐘，被用于計數器的計數脈沖和用于控制串行移位寄存器SPIDAT。