基于ARMCortex-M4F内核的MSP432MCU开发实践【2.9】

7.2.2 SPI特性及结构框图

当MSP432单片机eUSCI模块控制寄存器UCAxCTL0或者UCBxCTL0的UCSYNC控制位置位时，eUSCI模块工作在同步SPI模式，通过配置该寄存器下的UCMODEx控制位，可使SPI模块工作在三线或四线SPI通信模式下。MSP432单片机的同步通信模式特点如下：

1）7位或8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的发送和接收；

3）支持3线或4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；

6）具有独立的发送和接收缓冲寄存器；

7）具有连续发送和接收能力；

8）时钟的极性和相位可编程；

9）主模式下，时钟频率可编程；

10）具有独立的接收和发送中断能力。

eUSCI模块配置为SPI模式下的结构框图如图7-18所示。

由图7-18可知，在SPI模式下，eUSCI模块由3个部分组成：SPI接收逻辑（如图中①模块）、SPI时钟发生器（如图中②模块）和SPI发送逻辑（如图中③模块）。SPI接收逻辑主要由3个部分组成：接收缓冲寄存器UCxRXBUF、接收移位寄存器和接收状态控制器。接收状态控制器可置位UCOE和UCxRXIFG标志位。接收逻辑可完成SPI通信过程中的数据接收工作。SPI时钟发送器可产生SPI通信过程中所需的时钟信号，最终与UCxCLK引脚相连，其参考时钟可以通过UCSSELx控制位选择ACLK或者SMCLK，作为BRCLK。SPI发送逻辑主要由3个部分组成：发送缓冲寄存器UCxTXBUF、发送移位寄存器和发送状态控制器。发送状态控制器可置位UCxTXIFG标志位。发送逻辑可完成SPI通信过程中的数据发送工作。

7.2.3 同步操作原理与操作

在SPI模式下，多个设备之间使用由主机提供的公共时钟信号进行串行数据的发送和接收，因此，传输速率由主机进行控制。SPI同步串行通信有两种模式：三线制SPI通信（CLK、SIMO、SOMI）和四线制SPI通信（CLK、SIMO、SOMI和STE）。关于该4个信号线的说明已在7.2.1节中进行了简要的介绍，此处仅详细介绍STE引脚的功能。STE为从机模式发送/接收允许控制引脚，控制多主或多从系统中的多个从机。在4线SPI操作主模式下，当STE引脚电平为低电平时，SIMO和CLK被强制进入输入状态，禁止主机输出，主机SPI通信模块不能正常工作；当STE引脚电平为高电平时，SIMO和CLK正常操作，主机SPI通信模块可正常工作。因此，在该模式下，可利用STE引脚，控制选择可正常工作的主机，该模式用于在多主机的情况下，使多主机共享总线，避免发生冲突。在4线SPI操作从模式下，当STE引脚电平为低电平时，允许从机发送和接收数据，SOMI正常工作，即从机被选通，可正常输出；当STE引脚电平为高电平时，禁止从机发送和接收数据，SOMI被强制进入输入状态，即从机未被选通，禁止输出。因此，在该模式下，可利用STE引脚，控制选择可正常工作的从机。该模式用于在多从机的情况下，使多从机共享总线，避免发生冲突。

知识点：SPI是全双工的，即主机在发送数据的同时也在接收数据，传送的速率由主机编程决定。主机提供时钟CLK，从机利用这一时钟接收数据，或在这一时钟下发送数据。由于是同步数据传输，因此传输可以暂停，也可以重启。主机可在任何时候初始化发送并控制时钟，时钟的极性和相位也是可以选择的，具体的设定由设计人员根据总线上各设备接口的功能来决定。

1.SPI的主机模式

MSP432单片机的eUSCI模块作为SPI通信功能使用时，作为主机与另