为什么如果我们必须使用 SPI 读/写我们必须这样做？

Question

我有一个关于 SPI 总线的问题。我经常在一些图书馆看到 我找到了，但我不明白它是如何工作的。

我找到的一个库中的快速示例。 SPI写作：

static void nRF24_WriteRegister(uint8_t reg, uint8_t val)
{
    uint8_t tmp[2];

    tmp[0] = NRF24_CMD_W_REGISTER | reg;
    tmp[1] = val;

    NRF24_CSN_LOW;

    nRF24_SendSpi(tmp, 2);

    NRF24_CSN_HIGH;
}

它是如何工作的，如果我们将相同的帧寄存器（我们正在写入）和数据 到这个寄存器？

但对我来说更令人困惑的是从 SPI 读取：

static uint8_t nRF24_ReadRegister(uint8_t reg)
{
    uint8_t result;

    reg = NRF24_CMD_R_REGISTER | reg;

    NRF24_CSN_LOW;
    nRF24_SendSpi(&reg, 1);
    nRF24_ReadSpi(&result, 1);
    NRF24_CSN_HIGH;

    return result;
}

为什么我们必须先发送一些信息然后再阅读？

Answer 1

SPI 设备包含一组寄存器。每个寄存器都有一个地址和一个值。寄存器值可以由主机读取和/或写入。 SPI 设备需要知道主设备正在读/写哪个寄存器地址。所以协议是主机首先写入寄存器地址，然后读取/写入寄存器值。有关可用寄存器和读/写协议的详细信息，请参阅器件数据表。

在您的第一个示例中，nRF24_SendSpi(tmp, 2); 写入两个字节，首先是寄存器地址，然后是寄存器值。

在第二个示例中，nRF24_SendSpi(&reg, 1); 写入一个字节，即寄存器地址。然后nRF24_ReadSpi(&result, 1); 读取一个字节，寄存器值。

如果协议不是从写入寄存器地址开始的，那么 SPI 设备将不知道主设备正在尝试读取/写入哪个寄存器。

Answer 2

SPI slave不产生时钟信号，只有master。所以 Slave 传输任何东西都需要来自 Master 的时钟信号。这就是为什么 Master 必须发送 dummy data 来为 Slave 生成​​时钟信号的原因。

Answer 3

您的问题可能是关于特定设备的行为，而不是一般的 SPI。但是首先回答：

为什么我们必须先发送一些信息然后再阅读？

在这种情况下，您发送的“信息”是一个指定要读取的寄存器的命令。

SPI 是一个“主/从”通信接口。从设备不能自行发起通信。 SPI 设备包含一个移位寄存器。在时钟沿，一位从 MOSI (Master-Out/Slave-In) 移入寄存器，一位从寄存器移出到 MISO (Master-In/Slave-Out)。主设备驱动时钟，因此要从设备读取，主设备必须将数据输入设备，以便从设备输出设备。这本质上是一种“双工”操作（即数据同时输入和输出。即使您只想读取，也必须写入，并且通常通过在 MOSI 上发送“虚拟”数据来完成。

所以在你的第二个片段中：NRF24_CMD_R_REGISTER | reg 是一个读取寄存器索引reg 的命令。数据输出将是发送命令时移位寄存器中的任何内容，因此不会是实际读取的结果，因为尚未收到该命令。当设备接收到完整的命令时，它会将寄存器reg中的值加载到移位寄存器中，然后必须通过第二次总线操作读取数据，该总线操作会将虚拟数据计时到 MOSI以便从 MOSI 中检索读取指令的结果。

关于：

如果我们将数据放入同一个帧寄存器（我们正在写入）和数据到这个寄存器，它是如何工作的？

在关联片段中，包含：NRF24_CMD_W_REGISTER | reg 的第一个字节是一个命令，它表示：将以下字节值写入寄存器reg。包含val 的第二个字节是要写入reg 的数据。当nRF24_SendSpi(tmp, 2); 被调用时，两个字节都在 MOSI 上通过时钟 SCLK 线 16 次发送。

^{署名CBurnett来自https://en.wikipedia.org/wiki/Serial_Peripheral_Interface#/media/File:SPI_8-bit_circular_transfer.svg}