本文主要讲解kinetis L系列中SPI通信的单线双向通信功能，并使用KL25为例讲解如何配置，代码实现，硬件连接以及实验结果。所谓单线双向通信，并不是指整个SPI通信只使用一根线，而是不同于通常的SPI通信四根线，使用SCK（时钟信号），PCS（片选信号），MOSI（数据信号主出从入），MISO（数据信号主入从出）。单线通信不使用两根数据线，只使用一根数据线，对于主机MOMI；对于从机SISO。所以，这里的单线应该理解为单数据线。
图 1 正常模式以及双向模式 由上图可以知道，单线模式是通过置位 SPI 控制寄存器 2 中的 SPC0 位 :SPIx_C2[SPC0] =1 实现。 此时，对于主机，不再同时使用 MOSI 以及 MISO 两个引脚，这时 MOSI 充当了 MOMI 主机数据线；对于从机，同样不再使用 MOSI 以及MISO 两个引脚，这时 MISO 引脚充当了 SISO 从机数据线。要实现 SPI 的单线双向通信，只要把主机的 MOMI 以及 SISO 引脚相连，实现数据的通信，其余的 SCK 以及 PCS 信号和正常模式一样。另外，如果要实现单线通信的输出功能，需要通过置位 SPIx_C2[BIDIROE]位实现，输入则无需配置。同一时刻，对于主从机，只有一个输入一个输出，不可以同时配置为输出，即把主从机的 SPIx_C2[BIDIROE]位都置上。
二，硬件连接 本文使用 FRDM-KL25 开发板的 SPI0 以及 SPI1 两个 SPI 模块实现相互的单线双向通信。具体的硬件连接如下图所示：
三、代码实现 1、端口配置 实现 SPI0,SPI1 相关引脚的定义，以及模块时钟开启，代码如下： - void spi_port_init(void)
- {
- SIM_SCGC5 |= SIM_SCGC5_PORTA_MASK | SIM_SCGC5_PORTC_MASK | SIM_SCGC5_PORTE_MASK;
- SIM_SCGC4 |= SIM_SCGC4_SPI0_MASK | SIM_SCGC4_SPI1_MASK;
- PORTA_PCR16 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTA_PCR16 |= PORT_PCR_MUX(5)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTA16 as SPI0_MISO
- PORTA_PCR17 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTA_PCR17 |= PORT_PCR_MUX(5)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTA17 as SPI0_MOSI
- PORTC_PCR5 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTC_PCR5 |= PORT_PCR_MUX(2)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTC5 as SPI0_sck
- PORTC_PCR4 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTC_PCR4 = PORT_PCR_MUX(2)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTC4 as SPI0_pcs
- PORTE_PCR1 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTE_PCR1 |= PORT_PCR_MUX(2)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTE1 as SPI1_MOSI
- PORTE_PCR3 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTE_PCR3 |= PORT_PCR_MUX(2)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTE3 as SPI1_MISO
- PORTE_PCR2 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTE_PCR2 |= PORT_PCR_MUX(2)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTE2 as SPI1_SCK
- PORTE_PCR4 &= ~PORT_PCR_MUX_MASK;
- PORTE_PCR4 = PORT_PCR_MUX(2)|PORT_PCR_DSE_MASK; //Use PTE4 as SPI1_SS_b
- }
2：模块单线双向配置 配置 SPI0 为主机，SPI1 为从机，两个模块均为单线双向功能，初始配置为MOMI 引脚为主机输出，SISO 引脚为从机输入。模块初始化代码配置如下： - void spi_module_init(void)
- {
- // ================SPI0 init master ==============
- SPI0_C1 &= ~SPI_C1_SPE_MASK ;
- SPI0_C1 = SPI_C1_MSTR_MASK | SPI_C1_SSOE_MASK ; //SPI0 主机
- SPI0_C1 &= (~SPI_C1_CPHA_MASK) & (~SPI_C1_CPOL_MASK) & (~SPI_C1_SPIE_MASK) & (~SPI_C1_SPTIE_MASK);
- SPI0_BR = (SPI_BR_SPPR(0x02) | SPI_BR_SPR(0x05)); // Set baud rate register 125Khz 波特率
- SPI0_C2 |= SPI_C2_MODFEN_MASK | SPI_C2_BIDIROE_MASK | SPI_C2_SPC0_MASK ; // 单线双向模式，输出
- //==================SPI1 init slave==============
- SPI1_C1 &= ~SPI_C1_SPE_MASK;
- SPI1_C1 |= SPI_C1_SSOE_MASK;// 从机
- SPI1_C1 &= (~SPI_C1_CPHA_MASK) & (~SPI_C1_CPOL_MASK) & (~SPI_C1_SPIE_MASK) & (~SPI_C1_SPTIE_MASK);
- SPI1_C2 |= SPI_C2_MODFEN_MASK | SPI_C2_SPC0_MASK;
- SPI1_C2 &= ~SPI_C2_BIDIROE_MASK; //从机单线输入
- //==================Enable SPI0 and SPI1============
- SPI0_C1 |= SPI_C1_SPE_MASK ; // Enable SPI module
- SPI1_C1 |= SPI_C1_SPE_MASK; /* Enable device */
- }
3：主控程序 - spi_port_init(); //相关引脚初始化
- spi_module_init(); // SPI 模块初始化
- spi0_send8(0x0E); //主机发送 0X0E
- rd = spi0_get8();
- rd1 = spi1_get8(); //从机接收
- printf("SPI0_rd: %02x", rd&0xFF); //打印结果
- printf("SPI1_rd: %02x", rd1&0xFF);
- spi0_send8(0x1E); //主机发送 0X1E
- rd = spi0_get8();
- rd1 = spi1_get8(); //从机接收
- printf("SPI0_rd: %02x", rd&0xFF);
- printf("SPI1_rd: %02x", rd1&0xFF);
- global_pass_count = 0;
- //从机发送，主机接收
- SPI1_C2 |= SPI_C2_BIDIROE_MASK; //MISO is used in slave mode as I/O---output
- //set MOSI input
- SPI0_C2 &= ~SPI_C2_BIDIROE_MASK; //MOSI is used in master mode as input
- //从机发送从 1 开始递加数据给主机，主机接收
- while(1)
- {
- global_pass_count++;
- while ((SPI1_S & SPI_S_SPTEF_MASK) == 0);
- SPI1_D = global_pass_count;
- rd=spi0_send_read(0xaa);
- printf("SPI0_rd: %02x", rd&0xFF);
- }
四，实验结果 1，SPI 波形 波形见图 3，其中 MOSI 即为 MOMI 以及 SISO 单数据线上面的波形。Clock 即为时钟线，Enable 即为 PCS 片选信号线。从图中可以看到，主从机之间的通信数据均在单数据线上。0X0E 及 0X1E 是 SPI0 作为主机发出的，后面的 0X01 开始的递增数据均为 SPI1 作为从机发出的。 2，通信数据打印信息 图 4 打印结果信息
从上图中可以看到，SPI0 作为主机发出的 0X0E以及 0X1E 都能被 SPI1 从机接收到。 而 SPI1 作为从机发出的从 0X01 递增的数据也均被 SPI0 作为主机接收到。
综上，可以看到，SPI0 以及 SPI1 可以实现单线双向功能的通信。
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