PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

В этой схеме ведущий PIC-микроконтроллер управляет выводами SCK обоих ведомых, определяя, таким образом, периодичность и скорость обмена данными по сети. Оба ведомых устройства работают в режиме Ь’0100’, в котором разрешена работа входов SS. Таким образом, если ведущий собирается прочитать данные из ведомого № 2, то он подает на вход SS последнего НИЗКИЙ уровень и считывает восемь битов из регистров SSPBUF/SSPSR 2-го ведомого в свои регистры SSPBUF/SSPSR. Одновременно с этим ведомый принимает любые данные, передаваемые ведущим.

Си-процедуры для работы с шиной SPI могут быть написаны либо по аналогии с ассемблерными процедурами (выполняя установку/чтение соответствующих регистров специального назначения), либо с использованием специальных встроенных функций компилятора. Основными функциями компилятора CCS, управляющими модулем SSP в режиме SPI, являются:

setup_spi(spi_master I spi_h_to_1 I spi_clk_div_4);

Функция setup_spi с указанными параметрами переводит модуль SSP в режим ведущего SPI с активным нарастающим фронтом сигнала и частотой шины SPI, равной ¹/₄ частоты основного тактового генератора. Эти константы, как и многие другие, скажем spi_slave, spi_sample_at_end и spi_xmit_1_to_h, определены в стандартных заголовочных файлах, таких как 16f877a.h. Данная функция также конфигурирует соответствующие выводы портов А и С.

∙ spi_write(value);

Эта функция используется для передачи байта по шине SPI. Возврат из функции осуществляется после установки флага BF.

∙ spi_read();

Эта функция практически идентична функции spi_write (), за исключением того, что она возвращает значение байта, принятого модулем SSP. Если в данную функцию будет передано значение, то оно будет передано по шине.

∙ spi_data_is_in();

Эта функция возвращает ненулевое значение, если по шине SPI были получены данные, т. е. если флаг BF установлен.

Чтобы проиллюстрировать использование указанных функций, напишем процедуру для взаимодействия с микросхемой МАХ549А (см. Программу 12.5). Прежде всего, нам необходимо сконфигурировать модуль SSP. Это можно сделать следующим образом:

#include <16f877a.h>

#bit СЕ = 5.2 /* 2-й бит порта А — сигнал СЕ для МАХ549А */

void МАХ549А (unsigned int channel_A, unsigned int channel_B);

void main(void)

{

set_tris_a(0xFB); /* CE = RA2 — выход */

setup_adc(NO_ANALOGS); /* Все входы портов А и E — цифровые */

setup_spi (spi_master I spi_1_to_h| spi_clk_div_4);

В приведенном выше фрагменте предполагается, что вывод СЕ микросхемы МАХ549А подключен к выводу RA2 порта А, как показано на Рис. 12.7.

В подпрограмме (см. Программу 12.7) четыре раза вызывается функция spi_write (), причем после передачи каждой пары значений  на вывод  микросхемы подается положительный импульс.

Программа 12.7. Управление ЦАП МАХ549А на Си

void МАХ549А(unsigned int channel_A, unsigned int channel_B)

{

       spi_write(0x01); /* Передаем 1-й управляющий байт */

       spi_write(channel_A); /* Передаем байт данных */

       CE=0; /* Формируем импульс */

       CE=1;

       spi_write(0х0А); /* Передаем 2-й управляющий байт */

       spi_write(channel_B); /* Передаем байт данных */

       CE=0; /* Формируем импульс */

       CE=1;

}

Несмотря на то что протокол SPI достаточно быстрый, для его реализации требуется как минимум три линии плюс по одной линии для выбора каждого ведомого устройства. Даже если не принимать во внимание ценовой фактор, добавление в законченную схему нового устройства потребует модификации аппаратной части изделия. Однако, увеличив степень «интеллектуальности» ведомых устройств, мы сможем использовать один-единственный последовательный поток для передачи управляющей информации, адреса и данных. Именно эта концепция легла в основу протокола I²C™ (Inter-Integrated Circuit — протокол межсоединения интегральных схем), разработанного компанией Philips/Signetics Corporation[155] в начале 1980-х годов. В интерфейсе I²С количество линий связи уменьшено до двух за счет использования двунаправленной передачи данных (см. Рис. 12.13).

∙ SCL