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          基于FPGA的SPI自動(dòng)發(fā)送模塊技術(shù)設(shè)計(jì)

          作者: 時(shí)間:2012-03-17 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          一、摘要
          接口應(yīng)用十分廣泛,在很多情況下,人們會(huì)用軟件模擬的方法來產(chǎn)生 時(shí)序或是采用帶 功能的MCU。但隨著可編程邏輯的發(fā)展,人們往往需要自己簡(jiǎn)單的SPI 。本文介紹一種 的將并行數(shù)據(jù)以SPI 串行方式出去的方法。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/149397.htm

          二、關(guān)鍵字
          VHDL、、SPI、串行數(shù)據(jù)輸出選擇、移位脈沖產(chǎn)生模塊、SPI 時(shí)鐘采集信號(hào)和無相移的SPI 基準(zhǔn)時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、SPI 時(shí)鐘輸出選擇模塊、8bit SPI 時(shí)鐘采集生成模塊、16bit SPI 時(shí)鐘采集生成模塊、24bit SPI 時(shí)鐘采集生成模塊、8bit 數(shù)據(jù)移位模塊、16bit 數(shù)據(jù)移位模塊、24bit 數(shù)據(jù)移位模塊。

          三、功能框圖
          SPI_MODES 為輸入模式選擇端口:
          --01is 8bit 傳輸模式
          --10is 16bit 傳輸模式
          --11is 24bit 傳輸模式
          CLKS 為整個(gè)模塊的基準(zhǔn)時(shí)鐘
          DBINOUTS 為并行數(shù)據(jù)輸入端口:
          --8bit 模式為DBINOUTS(7 downto 0)
          --16bit 模式為DBINOUTS(15 downto 0)
          --24bit 模式為DBINOUTS(23 downto 0)
          SPI_WR 為啟動(dòng)SPI 傳輸?shù)男盘?hào)

          整個(gè)功能模塊可工作在 8bit、16bit、24bit SPI 猝發(fā)傳輸狀態(tài)。對(duì)其進(jìn)行軟件操作的步驟相當(dāng)簡(jiǎn)單:
          --此模塊軟件操作流程如下
          --1、SPI_MODES=xx 設(shè)定串口操作模式
          --2、DBINOUTS=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 輸入要發(fā)射的數(shù)據(jù)
          --3、SPI_WR='0'
          --4、SPI_WR='1'
          --5、SPI_WR='0'
          --8bit 模式延時(shí)2*8*4*CLKS
          --16bit 模式延時(shí)2*16*4*CLKS
          --24bit 模式延時(shí)2*24*4*CLKS
          --6、DBINOUTS=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 輸入下一個(gè)要發(fā)射的數(shù)據(jù)

          四、VHDL 描述解讀
          --以下描述的是一個(gè)SPI 發(fā)射模塊
          --在很多情況下,人們會(huì)用軟件模擬的方法來產(chǎn)生SPI 時(shí)序
          --這里采用硬件的方法,即使軟件操作更為簡(jiǎn)單,有提高了傳輸?shù)乃俣?br />--------------------------------------------------------------
          --此模塊軟件操作流程如下
          --1、SPI_MODES=xx 設(shè)定串口操作模式
          --2、DBINOUTS=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 輸入要發(fā)射的數(shù)據(jù)
          --3、SPI_WR='0'
          --4、SPI_WR='1'
          --5、SPI_WR='0'
          --8bit 模式延時(shí)2*8*4*CLKS
          --16bit 模式延時(shí)2*16*4*CLKS
          --24bit 模式延時(shí)2*24*4*CLKS
          --6、DBINOUTS=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 輸入下一個(gè)要發(fā)射的數(shù)據(jù)
          library ieee;
          use ieee.std_logic_1164.all;
          use ieee.std_logic_unsigned.all;
          entity SPI_interface is
          port(CLKS :in std_logic; --基準(zhǔn)時(shí)鐘
          LCD_SCLS :out std_logic;--SPI 發(fā)射時(shí)鐘,上升沿有效
          LCD_SDIS :out std_logic;--SPI 數(shù)據(jù)串行輸出口
          SPI_MODES :in std_logic_vector(1 downto 0);
          --串口操作模式選擇
          --01is 8bit trans mode
          --10is 16bit trans mode
          --11is 24bit trans mode
          SPI_WR :in std_logic; --啟動(dòng)串口信號(hào)
          DBINOUTS :in std_logic_vector(23 downto 0));
          --背發(fā)送數(shù)據(jù)的并行輸入口
          --8bit mode use DBINOUTS(7 downto 0)
          --16bit mode use DBINOUTS(15 downto 0)
          --24bit mode use DBINOUTS(23 downto 0)
          end;
          architecture SPI_interface_behav of SPI_interface is
          signal DB8BIT_reg :std_logic_vector(7 downto 0); --8bit 數(shù)據(jù)移位寄存器
          signal DB16BIT_reg :std_logic_vector(15 downto 0);--16bit 數(shù)據(jù)移位寄存器
          signal DB24BIT_reg :std_logic_vector(23 downto 0);--24bit 數(shù)據(jù)移位寄存器
          signal counter4 :std_logic_vector(3 downto 0); --移位脈沖產(chǎn)生計(jì)數(shù)器
          signal counter4s :std_logic_vector(1 downto 0); --SPI 時(shí)鐘生成計(jì)數(shù)器
          signal counter8 :std_logic_vector(4 downto 0); --8bit SPI 時(shí)鐘控制計(jì)數(shù)器
          signal counter16 :std_logic_vector(5 downto 0); --16bit SPI 時(shí)鐘控制計(jì)數(shù)器
          signal counter24 :std_logic_vector(5 downto 0); --24bit SPI 時(shí)鐘控制計(jì)數(shù)器
          signal shift :std_logic;--移位時(shí)鐘脈沖
          signal LCD_SCLSS :std_logic;--SPI 時(shí)鐘采集信號(hào)
          signal LCD_SCLSSS :std_logic;--無相移的SPI 基準(zhǔn)時(shí)鐘
          signal LCD_SCLSS8 :std_logic;--8bit SPI 時(shí)鐘信號(hào)
          signal LCD_SCLSS16 :std_logic;--16bit SPI 時(shí)鐘信號(hào)
          signal LCD_SCLSS24 :std_logic;--24bit SPI 時(shí)鐘信號(hào)
          signal LCD_SDIS_8BIT :std_logic;--8bit SPI 數(shù)據(jù)信號(hào)
          signal LCD_SDIS_16BIT :std_logic;--16bit SPI 數(shù)據(jù)信號(hào)
          signal LCD_SDIS_24BIT :std_logic;--24bit SPI 數(shù)據(jù)信號(hào)
          begin
          --串行數(shù)據(jù)輸出選擇模塊
          u1:process(LCD_SDIS_8BIT,LCD_SDIS_16BIT,LCD_SDIS_24BIT,SPI_MODES)
          begin
          if SPI_MODES=01 then --選擇8bit 串行數(shù)據(jù)輸出
          LCD_SDIS=LCD_SDIS_8BIT;
          elsif SPI_MODES=10 then --選擇16bit 串行數(shù)據(jù)輸出
          LCD_SDIS=LCD_SDIS_16BIT;
          elsif SPI_MODES=11 then --選擇24bit 串行數(shù)據(jù)輸出
          LCD_SDIS=LCD_SDIS_24BIT;
          else LCD_SDIS='1';
          end if;
          end process;
          --移位脈沖產(chǎn)生模塊
          u2:process(CLKS)
          begin
          if CLKS='1' and CLKS'event then
          if counter4=0011 then
          counter4=0000;
          shift ='1';
          else counter4=counter4+1;
          shift ='0';
          end if;
          end if;
          end process;
          --SPI 時(shí)鐘采集信號(hào)和無相移的SPI 基準(zhǔn)時(shí)鐘產(chǎn)生模塊
          u3:process(CLKS)
          begin
          if CLKS='1' and CLKS'event then
          if counter4s11 then
          counter4s=counter4s+1;
          else counter4s=00;
          end if;
          end if;
          LCD_SCLSS=counter4s(0); --SPI 時(shí)鐘采集信號(hào)
          LCD_SCLSSS=counter4s(1); --無相移的SPI 基準(zhǔn)時(shí)鐘
          end process;
          --SPI 時(shí)鐘輸出選擇模塊
          u4:process(LCD_SCLSS8,LCD_SCLSS16,LCD_SCLSS24,SPI_MODES)
          begin
          if SPI_MODES=01 then
          LCD_SCLS=LCD_SCLSS8; --選擇8bit SPI 時(shí)鐘模式
          elsif SPI_MODES=10 then
          LCD_SCLS=LCD_SCLSS16; --選擇16bit SPI 時(shí)鐘模式
          elsif SPI_MODES=11 then
          LCD_SCLS=LCD_SCLSS24; --選擇24bit SPI 時(shí)鐘模式
          else LCD_SCLS='1';
          end if;
          end process;
          --8bit SPI 時(shí)鐘采集生成模塊
          counter8_u:process(LCD_SCLSS)


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