单片机 arm 常用的接口总结

常用的接口有spi,I2c,uart等，他们都有自己的协议规定，下面谈谈它们之间的联系与区别：

1 I2C总线

涉及到I2C的编程主要涉及到两种情况：有专用控制器的arm芯片，无控制器的单片机芯片。有控制器的arm芯片，主要就是依据数据手册，通过设置相应的寄存器（控制寄存器，状态寄存器等）来实现相应的操作；然而对于没有控制器的单片机芯片，只有通过相应的引脚根据I2c协议来予以模拟实现。

首先来谈谈I2c协议。涉及到的信号主要分为三类：开始信号，停止信号，发送数据。既然是协议，就是双方事先约定好的规定，通信双方按照这个标准来进行数据的传输就可以了。保证数据传输的一致性的话，还有在某些时候发送一些附带的检查信息，例如ack信号，非ack信号；

开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。

基于单片机的模拟I2C的信号，应该严格按照以上的时序进行研究实现。

接下来看看带有I2C的控制器的arms3c2410,s3c2440芯片的i2c的控制。主要包括四个相关的寄存器的设置：通过它们之间的相互配合，实现i2c的数据传输。

IICON：控制寄存器。主要是用于控制是否发出ＡＣＫ信号，设置发送器的时钟，开启Ｉ２ｃ中断，并标示中断是否发生。

IISTAT: 状态寄存器。选择I2C的工作模式，发出S信号，P信号，使能接受/发送功能，并标示各种状态，比如总线仲裁是否成功，作为从机时是否被寻址，是否接收到0地址，是否接收到ACK信号。

IICADD：多主机I2C地址寄存器；

IICDS:发送、接受数据移位寄存器；

接下来按照数据手册，根据其主机发送器的工作流程来编写相应的代码。

三个函数就可以实现简单的I2C协议： 读取，写入，中断；

编程思路如下：

写函数，读函数，仅仅是启动I2C传输，然后等待，直到数据在中断服务程序中传输完毕后再返回。

2 SPI总线协议的认识（SPI中的极性CPOL和相位CPHA）

最近在看关于Silicon Labs的C8051F347的某个驱动中，关于SPI部分初始化的代码，看到其对于SPI的设置为CPOL=1，CPHA=0，对于CPOL及CPHA的含义不了解，想要搞懂，这两个参数到底是什么意思，以及为何要这么设置。所以才去找了SPI的极性和相位的相关资料，整理如下。

设备与设备之间通过某种硬件接口通讯，目前存在很多种接口，SPI接口是其中的一种。

SPI中分Master主设备和Slave从设备，数据发送都是由Master控制。

一个master可以接一个或多个slave。

常见用法是一个Master接一个slave，只需要4根线：

SCLK：Serial Clock，（串行）时钟

MISO：Master In Slave Out，主设备输入，从设备输出

MOSI：Master Out Slave In，主设备输出，从设备输入

SS: Slave Select，选中从设备，片选

SPI由于接口相对简单（只需要4根线），用途算是比较广泛，主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。即一个SPI的Master通过SPI与一个从设备，即上述的那些Flash，ADC等，进行通讯。
而主从设备之间通过SPI进行通讯，首先要保证两者之间时钟SCLK要一致，互相要商量好了，要匹配，否则，就没法正常通讯了，即保证时序上的一致才可正常讯。而这里的SPI中的时钟和相位，指的就是SCLk时钟的特性，即保证主从设备两者的时钟的特性一致了，以保证两者可以正常实现SPI通讯。

先简单说一下，关于SPI中一些常见的说法：

SPI的极性Polarity和相位Phase，最常见的写法是CPOL和CPHA，不过也有一些其他写法，简单总结如下：

(1) CKPOL (Clock Polarity) = CPOL = POL = Polarity =（时钟）极性；

(2) CKPHA (Clock Phase) = CPHA = PHA = Phase =（时钟）相位；

(3) SCK=SCLK=SPI的时钟；

(4) Edge=边沿，即时钟电平变化的时刻，即上升沿(rising edge)或者下降沿(falling edge)；

对于一个时钟周期内，有两个edge，分别称为：

Leading edge=前一个边沿=第一个边沿，对于开始电压是1，那么就是1变成0的时候，对于开始电压是0，那么就是0变成1的时候；

Trailing edge=后一个边沿=第二个边沿，对于开始电压是1，那么就是0变成1的时候（即在第一次1变成0之后，才可能有后面的0变成1），对于开始电压是0，那么就是1变成0的时候；

本文采用如下用法