SPI接口的出錯(cuò)分析及其改進(jìn)

2、模式錯(cuò)誤（MODF）

　　模式錯(cuò)誤表示的是主從模式選擇的設(shè)置和引腳SS的連接不一致。

　　器件工作在主模式的時(shí)候（MSTR=1），它的片選信號(hào)SS引腳必須接高電平。在發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，如果它的SS從高電平跳至低電平，在SS的下降沿，SPI模塊將檢測到模式錯(cuò)誤，對MODF位置1，強(qiáng)制器件從主模式轉(zhuǎn)入從模式（即令MSTR＝0），清空內(nèi)部計(jì)數(shù)器counter，并結(jié)束正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸，如圖3（a）所示。

　　對從模式（MSTR=0），在沒有數(shù)據(jù)傳送的時(shí)候，SS高電平表示從器件未被選中，從器件不工作，MISO輸出高阻；在數(shù)據(jù)傳輸過程中，片選信號(hào)SS必須接低電平，且SS不允許跳變。如果SS從低電平跳到高電平，在SS的上跳沿，SPI模塊也將檢測到模式錯(cuò)誤，清空內(nèi)部計(jì)數(shù)器counter，并結(jié)束正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸。直到SS恢復(fù)為低電平，重新使SPEN＝1時(shí)，才重新開始工作，如圖3（b）所示。

圖3模式錯(cuò)誤的檢測

3、溢出錯(cuò)誤（OVR）

　　溢出錯(cuò)誤表示連續(xù)傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，后一個(gè)數(shù)據(jù)覆蓋了前一個(gè)數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的錯(cuò)誤。

　　狀態(tài)標(biāo)志SPIF表示的是數(shù)據(jù)傳輸正在進(jìn)行中，它對數(shù)據(jù)的傳輸有較大的影響。主器件的SPIF有效由數(shù)據(jù)寄存器的空標(biāo)志SPTE＝0產(chǎn)生，而從器件的SPIF有效則只能由收到的第一個(gè)SCK的跳變產(chǎn)生，且又由于從器件的SPIF和主器件發(fā)出的SCK是異步的，因此從器件的傳輸標(biāo)志SPIF從相對于主器件的傳輸標(biāo)志SPIF主有一定的滯后。如圖4所示，在主器件連續(xù)發(fā)送兩個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候?qū)⒂锌赡軐?dǎo)致從器件的傳輸標(biāo)志和主器件下一個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸標(biāo)志相重疊（圖4中虛線和陰影部分），第一個(gè)收到的數(shù)據(jù)必然被覆蓋，第二個(gè)數(shù)據(jù)的收/發(fā)也必然出錯(cuò)，產(chǎn)生溢出錯(cuò)誤。

圖4溢出錯(cuò)誤

　　通過對從器件的波形分析發(fā)現(xiàn)，counter＝8后的第一個(gè)時(shí)鐘周期，數(shù)據(jù)最后一位的傳輸已經(jīng)完成。在數(shù)據(jù)已經(jīng)收/發(fā)完畢的情況下，counter＝8狀態(tài)的長短對數(shù)據(jù)的正確性沒有影響，因此可以縮短counter＝8的狀態(tài)，以避免前一個(gè)SPIF和后一個(gè)SPIF相重疊。這樣，從硬件上避免了這一階段的溢出錯(cuò)誤。

　　但是，如果從器件工作速度不夠快或者軟件正在處理其他事情，在SPI接口接收到的數(shù)據(jù)尚未被讀取的情況下，又接收到一個(gè)新的數(shù)據(jù)，溢出錯(cuò)誤還是會(huì)發(fā)生的。此時(shí)，SPI接口保護(hù)前一個(gè)數(shù)據(jù)不被覆蓋，舍棄新收到的數(shù)據(jù)，置溢出標(biāo)志OVR＝1；另外發(fā)出中斷信號(hào)（如果該中斷允許），通知從器件及時(shí)讀取數(shù)據(jù)。

4、偏移錯(cuò)誤（OFST）

　　SPI接口一般要求從器件先工作，然后主器件才開始發(fā)送數(shù)據(jù)。有時(shí)在主器件往外發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，從器件才開始工作，或者SCK受到外界干擾，從器件未能準(zhǔn)確地接收到8個(gè)SCK。如圖5所示，從器件接收到的8個(gè)SCK其實(shí)是屬于主器件發(fā)送相鄰的兩個(gè)數(shù)據(jù)的SCK主。這時(shí)，主器件的SPIF和從器件的SPIF會(huì)發(fā)生重疊，數(shù)據(jù)發(fā)生了錯(cuò)位，從器件如果不對此進(jìn)行糾正的話，數(shù)據(jù)的接收/發(fā)送便一直地錯(cuò)下去。