SPI库

SPI接口简介

如何接线

两块UNO开发板通过SPI通讯

使用SPI协议控制AD5206数字电位器

SPI库函数

您可以使用Arduino官方自带的SPI库将Arduino作为主设备,从而与其他SPI设备(从)进行SPI通信或多设备间的SPI通讯。

使用此库之前,您需要使用以下语句进行引入

#include <SPI.h>

1	#include <SPI.h>

在开始之前,请大家建立一个主从的概念,即一个主设备,多个从设备,主设备可以决定与任意一个从设备进行通讯

SPI接口简介

串行外围设备接口（SPI）是微控制器使用的同步串行数据协议，用于在短距离内快速与一个或多个外围设备进行通信。它也可以用于两个开发板之间相互的通信。

使用SPI连接，总是有一个主设备（通常是微控制器）来控制外围设备。通常，所有设备共用以下三条线：

MISO（Master In Slave Out）-从机线路，用于向主机发送数据，
MOSI（Master Out Slave In）-主机线路，用于向外围设备发送数据，
SCK（串行时钟）-同步主机产生的数据传输的时钟脉冲

每个从设备专用的一条线：

SS（从设备选择）-主设备可用此引脚来决定启用或禁用指定设备。

当从设备的CS引脚为低电平时，它与主机通信。同理CS引脚电平为高时，它将忽略连接到CS引脚的设备, 不与之进行数据交互。

如何接线

为了方便大家参考,下表列出了不同Arduino板上的SPI的连线：

各开发板SPI引脚定义 Arduino SPI协议太极创客 — 各开发板SPI引脚定义

您可以根据自己的开发板类型进行连线

ICSPHeader Arduino SPI协议太极创客

基于AVR的板上的从选择（SS）引脚的说明

所有基于AVR的板都有一个SS引脚，当它们充当由外部主机控制的从机时，该引脚很有用。由于该库仅支持主模式，因此该引脚应始终设置为OUTPUT，否则硬件会自动将SPI接口设置为从模式，从而使库无法工作。

此外，您也可以将任何引脚用作从设备的选择引脚（SS）。例如，Arduino以太网扩展板使用引脚10控制到板载SD卡的SPI连接，并使用引脚10控制到以太网控制器的连接。

两块UNO开发板通过SPI通讯

两块Arduino UNO R3开发板通过SPI进行通讯,则需要其中一块作为主设备,另外一块(或多块)作为从设备,同时两块开发板需要共地连接.

电路连接

UNO板间通讯(SPI) Arduino SPI协议太极创客 — UNO板间通讯(SPI)

              UNO(主)       UNO(从)
(MOSI)          11         11
(MISO)          12         12
(SCK)           13         13
(CS)            10         10
GND            GND         GND

UNO(主) UNO(从)

(MOSI) 11 11

(MISO) 12 12

(SCK) 13 13

(CS) 10 10

GND GND GND

示例程序

主设备

/**********************************************************************
  程序名称/Program name     : SPI主机通讯
  团队/Team                 : 太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)
  作者/Author               : Dapenson
  日期/Date（YYYYMMDD）     : 2020/06/23
  程序目的/Purpose          :
  演示如何使用UNO(主)和UNO(从)之间进行SPI通讯
  -----------------------------------------------------------------------
  修订历史/Revision History
  日期/Date    作者/Author      参考号/Ref    修订说明/Revision Description
  -----------------------------------------------------------------------
  其它说明：
  本程序来源于以下链接,由Dapenson进行整理和注释,
  目的是为了让初学者更好的理解和学习相关内容

  http://suo.im/5Hd8cE
***********************************************************************/

#include <SPI.h>

void setup () {
  Serial.begin(9600); //初始化串口波特率
  digitalWrite(SS, HIGH); // 禁用从设备HIGH为禁用
  SPI.begin ();
  SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV8);//设置SPI的时钟为八分之一
}

void loop () {
  char c;
  digitalWrite(SS, LOW); //启用从设备
  // 发送测试的字符串
  for (const char * p = "Hello, world!\r" ; c = *p; p++) {
    //太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)
    SPI.transfer (c);
    Serial.print(c);
  }
  digitalWrite(SS, HIGH); // 发送完毕后再次禁用从设备
  delay(2000);
}

/**********************************************************************

程序名称/Program name : SPI主机通讯

团队/Team : 太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)

作者/Author : Dapenson

日期/Date（YYYYMMDD） : 2020/06/23

程序目的/Purpose :

演示如何使用UNO(主)和UNO(从)之间进行SPI通讯

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修订历史/Revision History

日期/Date 作者/Author 参考号/Ref 修订说明/Revision Description

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其它说明：

本程序来源于以下链接,由Dapenson进行整理和注释,

目的是为了让初学者更好的理解和学习相关内容

http://suo.im/5Hd8cE

***********************************************************************/

#include <SPI.h>

void setup () {

Serial.begin(9600); //初始化串口波特率

digitalWrite(SS, HIGH); // 禁用从设备HIGH为禁用

SPI.begin ();

SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV8);//设置SPI的时钟为八分之一

}

void loop () {

char c;

digitalWrite(SS, LOW); //启用从设备

// 发送测试的字符串

for (const char * p = "Hello, world!\r" ; c = *p; p++) {

//太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)

SPI.transfer (c);

Serial.print(c);

}

digitalWrite(SS, HIGH); // 发送完毕后再次禁用从设备

delay(2000);

}

从设备

/**********************************************************************
  程序名称/Program name     : SPI从机通讯
  团队/Team                 : 太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)
  作者/Author               : Dapenson
  日期/Date（YYYYMMDD）     : 2020/06/23
  程序目的/Purpose          :
  演示如何使用UNO(主)和UNO(从)之间进行SPI通讯
  -----------------------------------------------------------------------
  修订历史/Revision History
  日期/Date    作者/Author      参考号/Ref    修订说明/Revision Description
  -----------------------------------------------------------------------
  其它说明：
  本程序来源于以下链接,由Dapenson进行整理和注释,
  目的是为了让初学者更好的理解和学习相关内容

  http://suo.im/5Hd8cE
***********************************************************************/
#include <SPI.h>
char buff [50];
volatile byte indx;
volatile boolean process;

void setup () {
  Serial.begin (9600);
  pinMode(MISO, OUTPUT); //将MISO设置为输出以便数据发送主机
  SPCR |= _BV(SPE); //在从机模式下打开SPI通讯
  indx = 0; // 初始化变量
  process = false;
  SPI.attachInterrupt(); //打开中断
}


ISR (SPI_STC_vect) // SPI中断程序
{
  byte c = SPDR; // 从SPI数据寄存器读取字节
  if (indx < sizeof buff) {
    buff [indx++] = c; // 将数据保存在数组buff中的下一个索引中
    if (c == '\r') //检查是否是结尾字符,即检测字符是否是\r回车符
      process = true;
  }
}

void loop () {
  if (process) {
    process = false; //重置通讯过程
    Serial.println (buff); //在串口监视器上打印接收到的buff数据
    indx = 0; //重置index,即为重置buff索引
  }
}

/**********************************************************************

程序名称/Program name : SPI从机通讯

团队/Team : 太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)

作者/Author : Dapenson

日期/Date（YYYYMMDD） : 2020/06/23

程序目的/Purpose :

演示如何使用UNO(主)和UNO(从)之间进行SPI通讯

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修订历史/Revision History

日期/Date 作者/Author 参考号/Ref 修订说明/Revision Description

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其它说明：

本程序来源于以下链接,由Dapenson进行整理和注释,

目的是为了让初学者更好的理解和学习相关内容

http://suo.im/5Hd8cE

***********************************************************************/

#include <SPI.h>

char buff [50];

volatile byte indx;

volatile boolean process;

void setup () {

Serial.begin (9600);

pinMode(MISO, OUTPUT); //将MISO设置为输出以便数据发送主机

SPCR |= _BV(SPE); //在从机模式下打开SPI通讯

indx = 0; // 初始化变量

process = false;

SPI.attachInterrupt(); //打开中断

}

ISR (SPI_STC_vect) // SPI中断程序

{

byte c = SPDR; // 从SPI数据寄存器读取字节

if (indx < sizeof buff) {

buff [indx++] = c; // 将数据保存在数组buff中的下一个索引中

if (c == '\r') //检查是否是结尾字符,即检测字符是否是\r回车符

process = true;

}

void loop () {

if (process) {

process = false; //重置通讯过程

Serial.println (buff); //在串口监视器上打印接收到的buff数据

indx = 0; //重置index,即为重置buff索引

}

效果演示

使用SPI协议控制AD5206数字电位器

在本教程中，您将学习如何使用串行外设接口（SPI）控制AD5206数字电位器。

当您需要通过电子方式而不是手动方式改变电路中的电阻时，数字电位计非常有用。示例应用包括LED调光，音频信号调节和音调生成。在本示例中，我们将使用六通道数字电位器来控制六个LED的亮度。我们将介绍实现SPI通信的步骤，可以将其修改为与其他大多数SPI设备一起使用。太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)

所需硬件

Arduino或Genuino板
AD5206数字电位器
6个LED
6个220欧姆电阻
杜邦线
面包板

AD5206数字电位器简介

AD5206是6信道数字电位器。内置了六个可变电阻器（电位计），可用于单独电子控制。芯片上的六个内部可变电阻器中的每一个都有三个引脚，它们的连接可以像使用机械电位计一样。各个可变电阻器引脚分别标记为Ax、Bx、Wx、A1、B1、W1。太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)

例如，在本教程中，我们将每个可变电阻器当作一个分压器，方法是将一个侧面引脚（引脚B）拉高，将另一个侧面引脚（引脚A）拉低，然后取中心引脚（Wiper）的可变电压输出。在这种情况下，AD5206提供的最大电阻为10k欧姆，以255（最大为255，最小为0）数值进行数据输出。太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)

单击获取AD5206的数据表

以下将AD5206数字电位器的一些基本信息列出

AD5206模块信息 Arduino SPI协议太极创客 — AD5206模块信息

电路连接

原理图

/**********************************************************************
  程序名称/Program name     : DigitalPotControl
  团队/Team                 : 太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)
  作者/Author               : Dapenson
  日期/Date（YYYYMMDD）     : 2020/06/30
  程序目的/Purpose          :  
  本示例演示了如何使用SPI控制AD5206数字电位器。
  AD5206可使用SPI进行控制，发送命令时请发送两个数值，
  一个是通道号（0-5），另一个是该通道的映射电阻值（0-255）。
  -----------------------------------------------------------------------
  修订历史/Revision History  
  日期/Date    作者/Author      参考号/Ref    修订说明/Revision Description
  -----------------------------------------------------------------------
  其它说明：
  电路：
   AD5206的所有A引脚都连接到+ 5V
   AD5206的所有B引脚都接地
   每个W引脚与GND串联一个LED和一个220欧姆电阻
   CS-到数字引脚10（SS引脚）
   SDI-到数字引脚11（MOSI引脚）
   CLK-至数字引脚13（SCK引脚）

   注意:
   本程序来源于以下地址, 由Dapenson进行整理注释
   https://www.arduino.cc/en/Tutorial/DigitalPotControl
  ***********************************************************************/

// 引入SPI库(Arduino自带,无需下载安装)
#include <SPI.h>

// 将引脚10设置为从设备数字电位器的使能引脚：
const int slaveSelectPin = 10;

void setup()
{
    // 将slaveSelectPin设置为输出：
    pinMode(slaveSelectPin, OUTPUT);
    // 初始化SPI
    SPI.begin();
}

void loop()
{
    // 循环数字电位器的六个通道：
    for (int channel = 0; channel < 6; channel++)
    {
        // 将当前通道的电阻从最小值更改为最大值：
        for (int level = 0; level < 255; level++)
        {
            digitalPotWrite(channel, level);
            delay(10);
        }
        // 在变化之前延时100毫秒
        delay(100);

        // 将当前通道的电阻从最大值更改为最小值：
        for (int level = 0; level < 255; level++)
        {
            digitalPotWrite(channel, 255 - level);
            delay(10);
        }
    }
}

void digitalPotWrite(int address, int value)
{
    // 将SS引脚拉低以启用从设备AD5206数字电位器：
    digitalWrite(slaveSelectPin, LOW);
    delay(100);
    // 通过SPI发送地址和值：
    SPI.transfer(address);
    SPI.transfer(value);
    delay(100);
    // 将SS引脚拉高以取消选择从设备：
    // 即在每次发送完毕之后禁用从设备
    digitalWrite(slaveSelectPin, HIGH);
}

/**********************************************************************

程序名称/Program name : DigitalPotControl

团队/Team : 太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)

作者/Author : Dapenson

日期/Date（YYYYMMDD） : 2020/06/30

程序目的/Purpose :

本示例演示了如何使用SPI控制AD5206数字电位器。

AD5206可使用SPI进行控制，发送命令时请发送两个数值，

一个是通道号（0-5），另一个是该通道的映射电阻值（0-255）。

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修订历史/Revision History

日期/Date 作者/Author 参考号/Ref 修订说明/Revision Description

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其它说明：

电路：

AD5206的所有A引脚都连接到+ 5V

AD5206的所有B引脚都接地

每个W引脚与GND串联一个LED和一个220欧姆电阻

CS-到数字引脚10（SS引脚）

SDI-到数字引脚11（MOSI引脚）

CLK-至数字引脚13（SCK引脚）

注意:

本程序来源于以下地址, 由Dapenson进行整理注释

https://www.arduino.cc/en/Tutorial/DigitalPotControl

***********************************************************************/

// 引入SPI库(Arduino自带,无需下载安装)

#include <SPI.h>

// 将引脚10设置为从设备数字电位器的使能引脚：

const int slaveSelectPin = 10;

void setup()

{

// 将slaveSelectPin设置为输出：

pinMode(slaveSelectPin, OUTPUT);

// 初始化SPI

SPI.begin();

}

void loop()

{

// 循环数字电位器的六个通道：

for (int channel = 0; channel < 6; channel++)

{

// 将当前通道的电阻从最小值更改为最大值：

for (int level = 0; level < 255; level++)

{

digitalPotWrite(channel, level);

delay(10);

}

// 在变化之前延时100毫秒

delay(100);

// 将当前通道的电阻从最大值更改为最小值：

for (int level = 0; level < 255; level++)

{

digitalPotWrite(channel, 255 - level);

delay(10);

}

void digitalPotWrite(int address, int value)

{

// 将SS引脚拉低以启用从设备AD5206数字电位器：

digitalWrite(slaveSelectPin, LOW);

delay(100);

// 通过SPI发送地址和值：

SPI.transfer(address);

SPI.transfer(value);

delay(100);

// 将SS引脚拉高以取消选择从设备：

// 即在每次发送完毕之后禁用从设备

digitalWrite(slaveSelectPin, HIGH);

}

SPI库函数

SPISettings

begin

beginTransaction

endTransaction

setBitOrder太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)

setClockDivider

setDataMode

transfer

usingInterrupt太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)