MSP432的SPI通信模式

目录

2.3 MSP432的SPI通信模式

2.3.1 SPI的主机模式

2.3.2 SPI的从机模式

2.3.3 串行时钟控制

2.3.3 SPI中断

2.3.4 SPI模式——eUSCI寄存器

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2.3 MSP432的SPI通信模式

MSP432单片机的eUSCI_A和eUSCI_B模块都支持SPI通信模式，板载SPI接口资源见下图：

MSP432的SPI通信模块特点如下：

1. 7位or8位数据长度；
2. 最高有效位在前或者最低有效位在前的数据发送和接收；
3. 支持3线or4线SPI操作；
4. 支持主机模式或从机模式；
5. 具有独立的发送和接收移位寄存器和缓冲寄存器；
6. 具有连续发送和接收能力；
7. 时钟的极性和相位可编程；
8. 主模式下，时钟频率可编程；
9. 具有独立的接收和发送中断能力。

        配置寄存器UCATLW0/UCBTLW0的UCSYNC控制位，控制eUSCI模块工作在SPI模式；配置UCMODEx控制位，控制SPI模块工作在3线or4线通信模式。SPI工作模式下的eUSCI模块结构框图如下：

         SPI模式下，eUSCI模块由3个部分组成：①SPI接收逻辑（接收移位寄存器、接收缓冲寄存器、接收状态机），②SPI时钟发生器（产生SPI通信过程所需的时钟信号），③SPI发送逻辑（发送缓冲寄存器、发送移位寄存器、发送状态机）。

2.3.1 SPI的主机模式

         当控制寄存器UCATLW0/UCBTLW0的UCMST=1时，MSP432的SPI通信模块工作在主机模式：

• eUSCI模块通过在UCxCLK引脚输出的时钟信号控制串行通信；
• 当发送移位寄存器为空时，已写入发送缓冲器的数据将移入发送移位寄存器，并启动UCxSIMO引脚发送（UCMSB控制位控制数据发送是最高有效位or最低有效位在前），当发送缓冲区为空时，中断标志位UCTXIFG置位，标志数据发送完成；
• 在与发送数据时相反的时钟沿处，UCxSOMI引脚上的数据移入接收移位寄存器，当接收完所有选定位数时，接收移位寄存器中的数据移入接收缓冲寄存器，接收中断标志位UCRXIFG置为，标志数据接收完成。
• 当数据的发送与接收都完成时，UCAxSTATW 寄存器的标志位UCBUSY=0，反之为1。

2.3.2 SPI的从机模式

         当控制寄存器UCATLW0/UCBTLW0的UCMST=0时，MSP432的SPI通信模块工作在从机模式：

• 从机的UCxCLK引脚为输入状态，SPI通信所用时钟来源于外部主机；
• 发送缓冲寄存器移入发送移位寄存器的数据在主机UCxCLK信号作用下，通过从机的UCxSOMI引脚发送给主机，当发送缓冲区为空时，中断标志位UCTXIFG置位，标志数据发送完成。
• 在与发送数据时相反的时钟沿处，UCxSIMO引脚上的串行数据移入接收移位寄存器，当接收移位寄存器中的数据全部移入接收缓冲寄存器时，置位接收中断标志位UCRXIFG，标志数据接收完成。当新数据被写入接收缓冲寄存器时，前一个数据还没有被取出时，则溢出标志位UCOE置位。
• 当数据的发送与接收都完成时，UCAxSTATW 寄存器的标志位UCBUSY=0，反之为1。

2.3.3 串行时钟控制

        若标志位UCMST=1，则表示SPI模块工作主机模式下，SPI模块的时钟发生器提供串行通信所需同步时钟，并由UCxCLK引脚输出。

        根据时钟发生器结构图可知，UCAxCTLW0寄存器的UCSSELx控制位控制eUSCI时钟源BRCLK的选择， UCAxBRW寄存器的值UCxBRx控制BRCLK时钟源的分频因子，UCAxCTLW0寄存器的CKPH和UCCKPL控制位分别控制时钟相位与极性。

时钟频率为：

时钟相位与时钟极性： 

 MSP432的通信时序图：

PS：

1.在SPI模式下不使用调制，在eUSCI_A使用SPI模式时应清除UCAxMCTLW寄存器。

2. SPI的接收器和发送器并行工作，数据传输使用同一个时钟源，设备在一个时钟边沿发送数据，在另一个边沿接收数据。当MCU做从机时，时钟发生器虽然不需要提供串行时钟，但仍需设置时钟极性与相位，且与主机一致。

2.3.3 SPI中断

以eUSCI_A为例，与SPI中断相关的寄存器如下：

1. SPI发送中断操作：

        使能发送中断（UCTXIE=1），当发送缓冲寄存器为空时，中断标志位UCTXIFG置位，产生中断请求。当将字符写入发送缓存寄存器时，中断标志位UCTXIFG自动复位。因此，可利用发送中断服务程序不断向发送缓冲寄存器写入新的数据。

PS：当UCTXIFG=0时，写数据至发送缓存寄存器，可能会导致错误数据发送。

2. SPI接收中断操作：

         使能接收中断（UCRXIE=1），当接收缓冲寄存器接收所有选定位数的数据时，中断标志位UCRXIFG置位，产生中断请求。当接收缓存寄存器被读取时，中断标志位UCRXIFG自动复位。因此，可利用接收中断服务程序完成数据的接收。

3. eUSCI中断向量UCxIV

        eUSCI模块只有一个中断向量，发送和接收共用该向量。eUSCI _Ax和eUSCI _Bx不共用同一个中断向量。

        eUSCI中断标志具有不同的优先级，它们组合共用一个中断向量，即eUSCI为多源中断。中断向量寄存器UCxIV用来决定哪个中断标志请求产生中断。优先级最高的中断将会在UCxIV寄存器内产生一个数字偏移量，这个偏移量累加到程序计数器PC上，程序自动跳转到相应的软件程序处。禁止中断不会影响UCxIV的值。对UCxIV寄存器的任何读或写访问，都会复位挂起优先级最高的中断标志.如果另一个中断标志置位，在响应完之前的中断后，将会立即产生另一个中断。

2.3.4 SPI模式——eUSCI寄存器