使用SPI接口控制74HC595 LED顯示
SPI接口的全稱是"Serial Peripheral Interface"，意為串行外圍接口。SPI接口主要應(yīng)用在EEPROM，F(xiàn)LASH，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，AD轉(zhuǎn)換器，還有數(shù)字信號處理器和數(shù)字信號解碼器之間。
SPI接口是在CPU和外圍低速器件之間進(jìn)行同步串行數(shù)據(jù)傳輸，在主器件的移位脈沖下，數(shù)據(jù)按位傳輸，為全雙工通信，數(shù)據(jù)傳輸速度總體來說比I2C總線要快，速度可達(dá)到幾Mbps。
SPI接口是以主從方式工作的，這種模式通常有一個(gè)主器件和一個(gè)或多個(gè)從器件，其接口包括以下四種信號：
（1）MOSI – 主器件數(shù)據(jù)輸出,從器件數(shù)據(jù)輸入
（2）MISO – 主器件數(shù)據(jù)輸入,從器件數(shù)據(jù)輸出
（3）SCLK – 時(shí)鐘信號,由主器件產(chǎn)生
（4）/SS – 從器件使能信號,由主器件控制
在BASCOM中，提供了軟件實(shí)現(xiàn)的SPI接口的語句，同樣BASCOM也有支持硬件SPI的語句。
下面將使用三個(gè)例子來說明如何在BASCOM中使用SPI接口。
在介紹例子之前，我們先了解一下硬件連接圖，連接如圖1所示。
圖中共使用三片74HC595芯片，分別控制三個(gè)數(shù)碼管，三片74HC595通過Q7’引腳進(jìn)行級聯(lián)。第一片74HC595的DS引腳連接到了ATmega88的MOSI引腳，而SH_CP引腳連接到了ATmega88的SCK引腳，ST_CP引腳連接到了ATmega88的PB1引腳。
一、使用硬件SPI接口控制74HC595
'------------------------------------------------------------------------
'使用芯片: ATmega88,
'晶振: 內(nèi)部8MHz晶振
'email: support@avrbascom.com
'軟件版本: Bascom-AVR 1.11.8.3 Full version
'------------------------------------------------------------------------
$regfile = "m88def.dat" '芯片為ATmega88
$crystal = 8000000 '8M晶振頻率
$hwstack = 32 '設(shè)置堆棧大小
$swstack = 10
$framesize = 40
Dim I As Byte
Dim A(3) As Byte
Latch Alias Portb.1
Config Spi = Hard , Interrupt = Off , Data Order = Msb , Master = Yes ,
Polarity = Low , Phase = 0 , Clockrate = 4 , Noss = 0
'定義使用單片機(jī)自帶的硬件SPI，SPI中斷未使能，數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，高位先發(fā)送。
'設(shè)為SPI主設(shè)備，時(shí)鐘4分頻
Spiinit 'SPI初始化
Restore Segtab '獲取要顯示數(shù)據(jù)的內(nèi)容
For I = 1 To 3
Read A(i)
Next I
Spiout A(1) , 3 '輸出要顯示的內(nèi)容給74HC595，分別輸出A(1),A(2),A(3)
Latch = 1? '使能顯示
Waitus 10
Latch = 0
Do
Loop
End
'*******************************************************************************
'--------------------------專用字形表------------------------------------------
Segtab:
Data &H77 , &H14 , &HE6 , &HB6 , &H95 , &HB3 , &HF3 , &H16 , &HF7 , &HB7
'0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
二、使用軟件SPI接口控制74HC595
'------------------------------------------------------------------------
'使用芯片: ATmega88,
'晶振: 內(nèi)部8MHz晶振
'email: support@avrbascom.com
'軟件版本: Bascom-AVR 1.11.8.3 Full version
'------------------------------------------------------------------------
$regfile = "m88def.dat" '芯片為ATmega88
$crystal = 8000000 '8M晶振頻率
$hwstack = 32 '設(shè)置堆棧大小
$swstack = 10
$framesize = 40
Const On = 1
Const Off = 0
Dim I As Byte
Dim A(3) As Byte
Latch Alias Portb.1
Config Spi = Soft , Dout = Portb.3 , Ss = None , Clock = Portb.5
'定義使用軟件SPI，pb3作為數(shù)據(jù)輸出口，pb5作為時(shí)鐘引腳
Spiinit 'SPI初始化
Restore Segtab '獲取要顯示數(shù)據(jù)的內(nèi)容
For I = 1 To 3
Read A(i)
Next I
Spiout A(1) ,3
'輸出要顯示的內(nèi)容給74HC595，分別輸出A(1),A(2),A(3)
Latch = Off '使能顯示
Waitus 10
Latch = On
Do
Loop
End
'********************************************************************
'--------------------------專用字形表------------------------------------------
Segtab:
Data &H77 , &H14 , &HE6 , &HB6 , &H95 , &HB3 , &HF3 , &H16 , &HF7 , &HB7
'0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
三、使用軟件SPI接口控制74HC595
'------------------------------------------------------------------------
'使用芯片: ATmega88,
'晶振: 內(nèi)部8MHz晶振
'email: support@avrbascom.com
'軟件版本: Bascom-AVR 1.11.8.3 Full version
'------------------------------------------------------------------------
$regfile = "m88def.dat" '芯片為ATmega88
$crystal = 8000000 '8M晶振頻率
$hwstack = 32 '設(shè)置堆棧大小
$swstack = 10
$framesize = 40
Const On = 1
Const Off = 0
Ledata Alias Portb.3 '數(shù)據(jù)輸出口
Ledclk Alias Portb.5 '時(shí)鐘輸出口
Latch Alias Portb.1
Dim I As Byte
Dim A(3) As Byte
Restore Segtab '獲取要顯示數(shù)據(jù)的內(nèi)容
For I = 1 To 3
Read A(i)
Next I
For I = 3 To 1 Step -1
Shiftout Ledata , Ledclk , A(i) , 1
'輸出要顯示的內(nèi)容給74HC595
Next I
Latch = Off '使能顯示
Waitus 10
Latch = On
Do
Loop
End
'********************************************************************
'--------------------------專用字形表------------------------------------------
Segtab:
Data &H77 , &H14 , &HE6 , &HB6 , &H95 , &HB3 , &HF3 , &H16 , &HF7 , &HB7
'0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
//*******************************************
// 74HC595/165驅(qū)動程序
// （165,595均為兩片）
//*******************************************
unsigned int LED;
unsigned int KEY_DATA;
void Driver_595(unsigned char Bit,unsigned char State)
{
if(State)
LED|=(0x00001<<Bit);
else
LED&=~(0x00001<<Bit);
SPI_W_R((int)(LED>>8));
set_bit(1,0);
clr_bit(1,0);
SPI_W_R((int)LED);
set_bit(1,0);
clr_bit(1,0);
}
void Port_Init(void)
{
DDRB=0xff;
PORTB=0x00;
}
//****************************************************************
void Driver_165(void) //Bite所取位0~15,State為改位的狀態(tài)0，1
{
unsigned char a1;
unsigned char a2;
clr_bit(1,3);
set_bit(1,3);
a1=SPI_W_R(0x00); //74HC165輸入使能
a2=SPI_W_R(0x00); //讀出鍵值
KEY_DATA=a1;
KEY_DATA<<=8;
KEY_DATA+=a2;
return;
}
//*******************************************************************
void set_bit(unsigned char port,unsigned char n)//port為端口號分別用0~3表示A~D，n該端口的引腳號0~7
{
switch(port)
{
case 0x00:
PORTA|=(0x01<<n);
break;
case 0x01:
PORTB|=(0x01<<n);
break;
case 0x02:
PORTC|=(0x01<<n);
break;
case 0x03:
PORTD|=(0x01<<n);
break;
}
}
//****************OK**********************
//**************************************
void clr_bit(unsigned char port,unsigned char n)//port為端口號分別用0~3表示A~D，n該端口的引腳號0~7
{
switch(port)
{
case 0x00:
PORTA&=~(0x01<<n);
break;
case 0x01:
PORTB&=~(0x01<<n);
break;
case 0x02:
PORTC&=~(0x01<<n);
break;
case 0x03:
PORTD&=~(0x01<<n);
break;
}
}
//***************OK***********************************************
unsigned char SPI_W_R(unsigned char data)
{
SPCR=0x50; //SPI為查詢方式，系統(tǒng)時(shí)鐘四分頻
SPDR=data; //寫入數(shù)據(jù)
while((SPSR>>7)==0x00); //等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢
return SPDR; //返回收到的數(shù)據(jù)
}
//*********************OK*****************************************
總結(jié)：以上是AVR單片機(jī)使用SPI接口控制74HC595的例子，這些例子經(jīng)過簡單的修改就可以應(yīng)用到其它具有SPI即可的芯片上，如SPI接口的Flash存儲芯片AT45DB系列、SPI接口的時(shí)鐘芯片DS1302、SPI接口的AD或DA芯片等等。
對于AVR mega系列單片機(jī)一般都具有硬件SPI接口，建議客戶使用硬件SPI接口，這樣可以占用更少的硬件和軟件資源。但軟件實(shí)現(xiàn)SPI接口，也有一定的優(yōu)勢，如它使用的IO口不是固定的，可以根據(jù)需要來指定，它一次發(fā)送的數(shù)據(jù)可以不是8位，而是可以根據(jù)需要來指定。
Shiftout VS Spiout
這兩個(gè)語句都是SPI輸出語句，與它們對應(yīng)的分別是shiftin和spiin
shiftout語句可以使用在硬件spi或軟件spi接口，通過config語句來確定：
Config Spi = Hard/soft
Shiftout語句使用在軟件spi接口。