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PIC單片機與串行閃存的SPI接口設計
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時(shí)間：2010-05-27
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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3 SPI硬件設計
PIC16F877A單片機具有非常完善的SPI接口(RC3／SCK、RC4／SDI、RC5／SDO、RA5／SS)，只有PIC16F877A作為從機時(shí)，RA5／SS引腳才作為SPI腳，PIC16F877A為主機時(shí)，SS可作為普通I／O使用。通過(guò)該接口，可比較容易地實(shí)現PIC16F877A與SPI Flash的通信。PIC16F877A與M25P16的硬件接口如圖2所示。其中，SCK、SDI、SDO為MCU的SPI專(zhuān)用引腳，分別與存儲器的對應引腳相連，可選MCU的任意I／O腳作為存儲器的片選信號，圖中選取RC2腳與存儲器的片選S相連，這樣，在SPI通信時(shí)只涉及MCU的C口，便于操作。M25P16的HOLD和W直接接高電平，表示不允許在S有效的情況下暫停SPI通信且整個(gè)存儲區都沒(méi)有寫(xiě)保護。
圖2中，VDD為+5 V，由于PIC16F877A工作在5 V電壓下，而M25P16的工作電壓范圍為2.7～3.6 V，二者不能直接相連。這里采用電阻分壓的方式，保證輸入M25P16的S、C、D腳的電壓在存儲器能承受且能識別的范圍內，通過(guò)在M25P16向PIC16F877A輸入數據的SDO腳加上拉電阻，保證MCU可以識別M25P16輸出的高電壓，從而保證正常的SPI通信。如果MCU工作于3.3 V，則直接將二者的對應引腳相連即可。
4 SPI軟件設計
在硬件連線(xiàn)正確的基礎上，要進(jìn)行SPI通信，還要對M25P16編寫(xiě)驅動(dòng)程序，包括SPI初始化、讀M25P16的數據、向M25P16寫(xiě)人數據、數據的擦除等，這里使用C語(yǔ)言編程，編譯器選擇PICC，開(kāi)發(fā)環(huán)境為MPLAB IDE8.10。
PIC16F877A的SPI通信涉及4個(gè)寄存器：控制寄存器SSPCON、狀態(tài)寄存器SSPSTAT串行接收／發(fā)送緩沖器SSPBUF和移位寄存器SSPSR。其中，SSPCON的8位都是可讀可寫(xiě)的，用于設置SSP處于主／從模式、時(shí)鐘頻率、時(shí)鐘極性、SSP使能以及寫(xiě)沖突檢測；SSPSTAT只有高2位可讀寫(xiě)，低6位是只讀的。PIC16F877A處于接收模式時(shí)，SSPSR和SSPBUF構成2級緩沖的接收器，SSPSR每收到1個(gè)完整的字節，就將該字節傳給SSPBUF，并將中斷標志位SSPIF置1，可通過(guò)讀SSPBUF得到數據；877A處于發(fā)送模式時(shí)，寫(xiě)SSPBUF操作會(huì )同時(shí)將數據寫(xiě)入SSPSR，觸發(fā)傳輸。下面結合具體的代碼進(jìn)行詳細闡述。
(1)SPI初始化與讀寫(xiě)函數
從SendByte和RcvByte函數的代碼中，可以看出數據發(fā)送和接收是否完成，都是通過(guò)判斷STAT_BF標志位(SSPSTAT寄存器的BF位，STAT_BF是在頭文件pic1687x．h中定義的名稱(chēng))來(lái)實(shí)現的，而數據手冊中關(guān)于BF位的描述僅用于接收模式。這是由于PIC16F877A通過(guò)SDO發(fā)送數據的同時(shí)，會(huì )通過(guò)SDI讀人數據，當1字節發(fā)送完成時(shí)，剛好接收1字節到SSPBUF，這時(shí)SSPBUF滿(mǎn)，BY被置為1，故可通過(guò)STAT_BF標志判斷1字節是否發(fā)送完成。
(2)連續寫(xiě)函數
M25P16的PP指令允許1次連續寫(xiě)入不超過(guò)1頁(yè)(256字節)的數據。寫(xiě)人數據之前，首先要發(fā)出寫(xiě)允許命令，然后才能執行數據寫(xiě)入操作。數據寫(xiě)入函數參數包括address(32位地址)、block(寫(xiě)入數據緩沖區指針)、n(一次連續寫(xiě)入的字節數，n256)。如果address的低8位不全為0，即不是從頁(yè)起始處寫(xiě)，并且需要寫(xiě)入的數據超出該頁(yè)剩余空間，則超出部分被丟棄。代碼如下：
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