模拟SPI实现和调试流程

一般来说，所有的spi通信设备都可以使用模拟spi来实现，而且模拟spi的好处就是不需要针对每一款mcu去重新熟悉其spi控制器的配置，只要简单配置一下spi_clk、spi_cs、spi_mosi、spi_miso四个引脚的输入输出即可，具有很好的可移植性。

下面我以stm32为例，简单讲解一下模拟spi的实现和调试流程，实例中spi以上升沿来进行收发数据

1、首先先贴出代码

//初始化spi_clk、spi_cs、spi_mosi、spi_miso四个io
//spi_cs
GPIO_Initure.Pin=SIMULATE_SPI_CS_PIN; //PC10
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  //推挽输出
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;          //上拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;     //高速
HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure);     //初始化

//spi_clk
GPIO_Initure.Pin=SIMULATE_SPI_CLK_PIN; //PC11
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  //推挽输出
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;          //上拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;     //高速
HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure);     //初始化

//spi_miso
GPIO_Initure.Pin=SIMULATE_SPI_MISO_PIN; //PC112
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;     //高速
HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure);     //初始化

//spi_mosi
GPIO_Initure.Pin=SIMULATE_SPI_MOSI_PIN; //PC113
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  //推挽输出
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;     //高速
HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure);     //初始化

void simulate_spi_write_byte(u8 data)
{
u8 kk;

SIMULATE_SPI_CS = 0;

SIMULATE_SPI_CLK = 0;
SIMULATE_DELAY_US;     //读取第一bit数据 等待数据稳定 根据实际时钟调整

//大概的spi时钟为1/2us=500KHZ   左右
for(kk=0;kk<8;kk++)
{
//高位在前发送方式    根据升级器件特性定
if((data&0x80)==0x80) SIMULATE_SPI_MOSI = 1;
else         SIMULATE_SPI__MOSI = 0;
SIMULATE_DELAY_US;      //等待数据稳定  根据实际时钟调整
SIMULATE_SPI_CLK = 1;//上升沿发送数据
SIMULATE_DELAY_US;//CLK高电平保持一段时间 这个可以不需要 根据具体的spi时钟来确定
SIMULATE_SPI_CLK = 0; //把时钟拉低实现为下一次上升沿发送数据做准备
data = data<<1;//发送数据的位向前移动一位
}

SIMULATE_SPI_CS = 1;
}

u8 simulate_spi_read_byte(void)
{
u8 kk=0, ret=0;

SIMULATE_SPI_CS = 0;

SIMULATE_SPI_CLK = 0;
SIMULATE_DELAY_US;//读取第一bit数据 等待数据稳定 根据实际时钟调整

//大概的spi时钟为1/2us=500KHZ   左右
for(kk=0;kk<8;kk++)
{
ret = ret<<1; //读的时候 高位在前   根据升级器件特性定
SIMULATE_SPI_CLK = 1; //上升沿读取数据
if(SIMULATE_MISO) ret |= 0x01;
SIMULATE_DELAY_US;//根据实际时钟调整，可以不添加
SIMULATE_SPI_CLK = 0;//标识数据接收完毕
SIMULATE_DELAY_US; //等待数据稳定  根据实际时钟调整
}

SIMULATE_SPI_CS = 1;

return ret;
}

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2、SPI调试的注意点 

1)spi读取和发送数据前，等待数据稳定的延时是有必要添加的，否则，存在时钟在跳变的同时，数据也在跳变的情况，这个时候读回来的数据有可能不准确，可能是0或1。

2)根据器件的特性说明，设置读取的方式，高位在前还是低位在前，当然有些器件会在读取或者写入数据的时候，有些特殊的时序要求，这个就另作说法了，如SSD2828器件。

3)spi是否能够正常读写器件，最好的判断方法就是读取器件的id，可以循环去读取，测试是否能够正确返回id，如果不行则需结合示波器查看波形。

4)spi器件的复位管脚也非常重要，如果复位脚一直处于复位的状态，那么这个时候也是无法正确读写器件的