MSP430FR5994LannchPad开发笔记之四：eUSCI之硬件SPI使用

一、 MSP430FR5994 eUSCI概述

eUSCI 模块用于串行数据通信。 eUSCI 模块支持同步SPI（3 pin或4 pin）和I2C等通信协议，以及异步通信协议，如UART、具有自动波特率检测功能的增强型 UART 和 IrDA。
eUSCI_An 模块提供对 SPI（3 针或 4 针）、UART、增强型 UART 和 IrDA 的支持。
eUSCI_Bn 模块提供对 SPI（3 针或 4 针）和 I2C 的支持。
根据封装的不同，MSP430FR5994最多可实现四个 eUSCI_A 模块和最多四个 eUSCI_B 模块。

二、 MSP430FR5994的硬件SPI

2.1 特性

• 7 位或 8 位数据长度
• LSB-first 或 MSB-first 数据发送和接收
• 3 线和 4 线 SPI 操作
• 主模式或从模式
• 独立的发送和接收移位寄存器
• 单独的发送和接收缓冲寄存器
• 连续发送和接收操作
• 可选择的时钟极性和相位控制
• 主模式下的可编程时钟频率
• 接收和发送的独立中断能力
• LPM4 下的从（slave）模式操作

2.2 MSP430FR5994 launchpad SPI使用

根据（一）中所示，MSP430FR5994硬件SPI可以由eUSCI_An模块或eUSCI_Bn来实现，最多可实现8路SPI。
这里根据launchpad引脚分布，选择下图中标注“SPI”部分引脚作为硬件SPI引脚使用。

// 使用eUSCI_B1外设模块
P5.0 --------SPI.MOSI
P5.1 --------SPI.MISO
P5.2 --------SPI.SCLK
P8.3 --------SPI.CS(gpio模拟）

红色区域为launchpad板载5994芯片的引脚（板载LQFP80封装，代号PN80）

三、driverLib SPI API说明及初始化

3.1 函数集

• EUSCI_B_SPI_changeClockPhasePolarity 时钟相位和极性设置
• EUSCI_B_SPI_changeMasterClock 设置时钟及频率
• EUSCI_B_SPI_clearInterrupt 清中断标志
• EUSCI_B_SPI_disable 失能SPI外设
• EUSCI_B_SPI_disableInterrupt 失能中断
• EUSCI_B_SPI_enable 使能SPI
• EUSCI_B_SPI_enableInterrupt 使能中断
• EUSCI_B_SPI_getInterruptStatus 获取中断标志
• EUSCI_B_SPI_getReceiveBufferAddress 获取接收缓存地址
• EUSCI_B_SPI_getTransmitBufferAddress 获取发送缓存地址
• EUSCI_B_SPI_initMaster 初始化SPI模块，该SPI作为master
• EUSCI_B_SPI_initSlave 初始化SPI模块，该SPI作为slave
• EUSCI_B_SPI_isBusy 判断是否busy
• EUSCI_B_SPI_receiveData 接收一个字节数据
• EUSCI_B_SPI_select4PinFunctionality 设置为4线SPI模式
• EUSCI_B_SPI_transmitData 发送一个字节数据

3.2 SPI初始化步骤

eUSCI 由 PUC 或 UCSWRST 位复位。
在 PUC 之后，UCSWRST 位自动置位，使 eUSCI 保持在复位状态。 置位时，UCSWRST 位复位 UCRXIE、UCTXIE、UCRXIFG、UCOE 和 UCFE 位，并设置 UCTXIFG 标志。
清除 UCSWRST 会释放 eUSCI 进行操作。
配置和重新配置 eUSCI 模块时应在 UCSWRST 置位时，以避免不可预知的行为。
复位UCSWRST位，使能SPI模块；置位UCSWRST位，SPI不工作；UCSWRST置位时，进行SPI参数设置（初始化）

• 1） 置位UCSWRST；
• 2）初始化SPI相关寄存器；
• 3）相关端口初始化；
• 4）为了避免不可预知的操作，确保SCLK、MISO、MOSI各端口都在“最终”电平；
• 5）复位UCSWRST（使能SPI）;
• 6）使能相关中断（如果必要的话）。
  UCSWRST位：
  

四、测试

4.1 SPI初始化

void spi_init()
{
    /*
     * Select Port 8
     * Set Pin 3 as output
     * SPI_CS
     */
    GPIO_setAsOutputPin(
        GPIO_PORT_P8,
        GPIO_PIN3
    );
    /*
    * Select Port 8
    * Set Pin 3 to output Low.
    * SPI_CS
    */
    GPIO_setOutputHighOnPin(
        GPIO_PORT_P8,
        GPIO_PIN3
    );
   
    /*
    * Select Port 5
    * Set Pin 0, 1, 2 to input Secondary Module Function, (UCB0TXD/UCB0SIMO, UCB0RXD/UCB0SOMI).
    */
    GPIO_setAsPeripheralModuleFunctionInputPin(
        GPIO_PORT_P5,
        GPIO_PIN0 + GPIO_PIN1 + GPIO_PIN2,
        GPIO_PRIMARY_MODULE_FUNCTION
    );

    //Initialize Master
    EUSCI_B_SPI_initMasterParam param = {0};
    param.selectClockSource = EUSCI_B_SPI_CLOCKSOURCE_SMCLK;
    param.clockSourceFrequency = CS_getSMCLK();
    param.desiredSpiClock = 500000;
    param.msbFirst = EUSCI_B_SPI_MSB_FIRST;
    param.clockPhase = EUSCI_B_SPI_PHASE_DATA_CHANGED_ONFIRST_CAPTURED_ON_NEXT;
    param.clockPolarity = EUSCI_B_SPI_CLOCKPOLARITY_INACTIVITY_HIGH;
    param.spiMode = EUSCI_B_SPI_3PIN;
    EUSCI_B_SPI_initMaster(EUSCI_B1_BASE, &param);

    //Enable SPI module
    EUSCI_B_SPI_enable(EUSCI_B1_BASE);
}

4.2 SPI单字节发送

void spi_put(uint8_t byte)
{
    GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P8,GPIO_PIN3);
    EUSCI_B_SPI_transmitData(EUSCI_B1_BASE,byte);
    while(EUSCI_B_SPI_isBusy(EUSCI_B1_BASE));
    GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P8,GPIO_PIN3);
}

4.3 结果

单字节波形图

解析结果

多字节发送波形图

–（END）–