reference：https://blog.csdn.net/fzhykx/article/details/79490330

項目中用到了一種常見的低速接口（spi），于是整理了一下關于spi相關的知識，與AD采樣的芯片7176通信的協議為spi

一.對spi協議的理解

spi掃盲

????除了供電、接地兩個模擬連接以外，SPI總線定義四組數字信號：

????-?接口時鐘SCLK（Serial Clock，也叫SCK、CLK），master輸出至slave的通訊時鐘。

????-?MOSI（?Master Output Slave Input，也叫SIMO、MTSR、DI、DIN、SI）自master輸出至slave的數據線。

????-?MISO?（Master Input Slave Output，也叫SOMI、MRST、DO、DOUT、SO）自slave輸出至master的數據線。

????-?SS（Slave select，也叫nSS、CS、CSB、CSN、EN、nSS、STE、SYNC）master對slave的片選信號，自master輸出至slave，低有效。

?

?SPI接口是一種典型的全雙工接口，通過同步時鐘SCLK的脈沖將數據一位位地傳送。所以在開始通訊前，master首先要配置接口時鐘（確定其通訊頻率是SLAVE可以支持的，通常為數兆赫茲）。

?當MASTER片選一個SLAVE時，每向SLAVE發送一個周期的SCLK信號，都會有1bit的數據從MOSI發送至slave，與此同時，slave每收到一個周期的SCLK信號，都會從MISO向master發送1bit的數據。這種全雙工通訊，是由硬件保證的（MASTER與HOST中各有一個移位寄存器作為收發數據的緩存）。

二.AD7176使用簡單說明

1>寫入與讀入方法

????對于FPGA為master而言，要注意SCLK下降沿發數給AD7176，上升沿讀AD7176的數。在寫入的時候，先用SPI時序，寫入一個8bits的CMD，CMD就是通信寄存器，負責控制寫入還是讀出和要通信的寄存器名稱，隨后寫寫入8bit/16bit/24bit的數據。

????在讀數據的時候也需要通過通信寄存器也就是CMD讀取，要規定好讀數據和讀哪個寄存器的值。

2>AD7176配置流程

具體寄存器還需要查看手冊具體配置。

三.程序源代碼講解

1>程序源碼

`timescale 1ns / 1ps // // Company: // Engineer: // // Create Date: 2017/03/10 11:08:45 // Design Name: // Module Name: spi_core // Project Name: // Target Devices: // Tool Versions: // Description: // // Dependencies: // // Revision: // Revision 0.01 - File Created // Additional Comments: // //module spi_core(input clk,//50Minput rst,input [7:0] din, //要輸出input s_valid, //要輸出input[1:0] readnum,//指示指令讀取數據的長度 2’b00:0,2'b01:8,2'b10:256,2'b11:1664480(320*257*2)output spi_ready,output [23:0] dout,output m_valid,input cfg_finsih,input spi_miso,output spi_mosi,output spi_cs,output spi_clk,output empty); /* 本模塊只完成SPI協議所規定的時序，不涉及FLASH指令的編寫 */ parameter IDLE = 3'd0; parameter S1 = 3'd1; parameter S2 = 3'd2; parameter S3 = 3'd3; parameter S4 = 3'd4; parameter S5 = 3'd5; parameter S6 = 3'd6; parameter Smid =3'd7; reg [2:0] sta_spi; reg spi_ready_r; reg spi_clk_r; reg spi_cs_r; reg spi_mosi_r;wire wr_en; reg rd_en; wire dout_fifo; //wire empty; wire full; wire[14:0] rd_count;assign spi_clk = spi_clk_r; assign spi_cs = spi_cs_r; assign spi_mosi = dout_fifo;//spi_mosi_r; assign spi_ready = spi_ready_r; assign wr_en = s_valid; //fifo_generator_0 fifo_generator_0 ( //.rst(~rst), // input wire rst //.wr_clk(clk), // input wire wr_clk //.rd_clk(clk), // input wire rd_clk //.din(din), // input wire [7 : 0] din //.wr_en(wr_en), // input wire wr_en //.rd_en(rd_en), // input wire rd_en //.dout(dout_fifo), // output wire [0 : 0] dout //.full(full), // output wire full //.empty(empty), // output wire empty //.rd_data_count(rd_count) //); fifo_generator_0 fifo_generator_0 (.clk(clk), // input wire clk.srst(~rst), // input wire srst.din(din), // input wire [7 : 0] din.wr_en(wr_en), // input wire wr_en.rd_en(rd_en), // input wire rd_en.dout(dout_fifo), // output wire [0 : 0] dout.full(full), // output wire full.empty(empty) // output wire empty // .rd_data_count(rd_count) // output wire [15 : 0] rd_data_count ); reg recv_reg; reg recv_ok; reg [20:0] recv_num; reg [20:0] NUM; always @(posedge clk) beginif(~rst)beginsta_spi <= IDLE;spi_clk_r <= 1'b1;spi_cs_r <= 1'b1;spi_mosi_r <=1'b0;rd_en <= 1'b0;recv_reg <= 1'b0;recv_ok <= 1'b0;spi_ready_r <= 1'b0;recv_num <= 21'd0;endelse begincase(sta_spi)IDLE:begin recv_ok <= 1'b0;recv_num <= 21'd0;spi_clk_r <= 1'b1; if(~empty)beginrd_en <= 1'b1;sta_spi <= S1;spi_ready_r <= 1'b0;endelsespi_ready_r <= 1'b1;endS1:beginrd_en <= 1'b0;spi_clk_r <= 1'b0;spi_cs_r <= 1'b0;spi_mosi_r <= dout_fifo;sta_spi <= S2;endS2:beginspi_clk_r <= 1'b1; // sta_spi <= S3;if(~empty)beginrd_en <= 1'b1;sta_spi <= S1; end // else if(empty) // spi_cs_r<=1'b1; else if(readnum!=2'b00) //就是要讀數的意思sta_spi <= S4;elsesta_spi <= S3; endS3:beginsta_spi <= IDLE;spi_clk_r <= 1'b0;spi_cs_r <= 1'b1;endS4:beginspi_clk_r <= 1'b0;recv_ok <= 1'b0;sta_spi <= S5;endS5:beginspi_clk_r <= 1'b1;recv_num <= recv_num +1'b1;recv_reg <= spi_miso;recv_ok <= 1'b1; if(recv_num!=NUM)sta_spi <= S4;else beginsta_spi <= IDLE;spi_cs_r <= 1'b1;endendendcaseend endalways @(posedge clk) beginif(~rst)NUM <= 21'd0;else begincase(readnum)2'b00:NUM <= 21'd0;2'b01:NUM <= 21'd7;2'b11:NUM <= 21'd23;endcaseend end reg [23:0] dout_r; reg m_valid_r; reg [3:0] cnt_bit; always @(posedge clk) beginif(~rst)begindout_r <= 16'd0;m_valid_r <= 1'b0;cnt_bit <= 4'd0;endelse if(recv_ok)begin//m_valid_r <= 1'b0;dout_r <= {dout_r[22:0],recv_reg};cnt_bit <= cnt_bit + 1'b1;if(cnt_bit==4'd15)m_valid_r <= 1'b1;elsem_valid_r <= 1'b0;endelsem_valid_r <= 1'b0; end assign dout = dout_r; assign m_valid = m_valid_r;/*********************************/ endmodule

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2>軟件仿真時序

配置過程也就是FPGA用SPI輸出過程，每次片選信號CS拉低，下降沿發數

3>讀數階段軟件仿真

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波形也和手冊的時序相對應

轉載于:https://www.cnblogs.com/limanjihe/p/9814697.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的FPGA构造spi时序——AD7176为例（转）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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