SPI控制寄存器SPCR详解与串行通信类型

"该文介绍了SPI控制寄存器SPCR，并探讨了串行通信的不同类型，包括SPI、UART和I2C，以及异步和同步通信的概念。" 在嵌入式系统和微控制器设计中，SPI（Serial Peripheral Interface）是一种常用的串行通信协议，用于设备之间的高速数据传输。SPI控制寄存器SPCR是管理SPI通信的关键部件，其主要配置字段包括： 1. CPHA：时钟相位选择位。当CPHA为1时，数据在第二个时钟沿被采样，即在时钟的下降沿读取数据；当CPHA为0时，数据在第一个时钟沿被采样，即在上升沿读取。 2. CPOL：时钟极性选择位。当CPOL为1时，SCK（时钟信号）在空闲状态时为低电平；当CPOL为0时，SCK在空闲时为高电平。 3. MSTR：主从模式选择位。MSTR为1时，设备工作在主模式，可以启动和控制SPI通信；MSTR为0时，设备作为从设备，等待主设备的指令。 4. LSBF：数据传输顺序。如果LSBF为1，数据传输时低位在前；若为0，则高位在前。 5. SPIE：中断使能位。当SPIE为1时，SPI中断被启用，每当SPIF或MODF标志位被设置时，会触发硬件中断；SPIE为0时，中断功能被禁用。 串行通信分为异步通信和同步通信。异步通信，如UART（通用异步收发传输器），没有统一的时钟信号，数据格式通常包含起始位、数据位、校验位和停止位。波特率定义了每秒传输的二进制位数，不同应用场景有不同的波特率需求。UART通信允许发送器和接收器使用不同的时钟，但要求波特率相同。 同步通信，如SPI，数据传输在统一的时钟控制下进行，适合大量数据传输。同步通信通常在数据块（信息帧）前添加同步字符和错误检测数据，以确保数据的正确传输。在没有数据传输时，发送方会发送空闲字符或同步字符来保持通信同步。 串行通信还可以分为单工、半双工和全双工三种制式。单工通信只能单向传输，半双工可以在两个方向上传输但不能同时，而全双工则支持双向同时传输。SPI通常用于全双工通信，允许主设备和从设备同时发送和接收数据。 了解这些基本概念和控制寄存器的设置对于有效地使用SPI和其他串行通信接口至关重要，有助于实现高效、可靠的嵌入式系统设计。