SPI 从器件可变长度数据表
SPISVL V 1.0
001-66171 Rev. **
SPI Slave Variable Length
Copyright © 2009-2010 Cypress Semiconductor Corporation. All Rights Reserved.
PSoC® 模块
资源
数字
API 存储器 （字节）
模拟 CT
模拟 SC
闪存
RAM
引脚 （每个外
部 I/O）
CY8C21x45, CY8C22x45, CY8C28x45, CY8C28xxx
2
0
0
142
1
4
功能和概述
支持串行外设互联 (SPI) 从器件协议
支持协议模式 0、1、2 和 3
MOSI、SCLK 和 ~SS 可选择输入源
MISO 可选择输出路由
可对中断编程，使其发生在 “SPI 完成 ” 或 “TX 寄存器为空 ” 条件下
SS 可以为受控固件
可选择数据长度：9 到 16 位
SPISVL 用户模块是串行外设互联从器件，可配置为可变数据长度。 该模块使用从 9 到 16 位之间的任意
数据长度，执行全双工同步数据传输。 可以指定 SCLK 相位、SCLK 极性和 LSB 优先，以适应大多数 SPI
协议。 SPISVL PSoC 模块为输入与输出信号提供可选择的路由，并拥有可编程中断驱动控制。 应用程序编
程接口 (API) 固件为汇编或 C 语言应用软件均提供高级编程接口。
Figure 1. SPISVL 框图
Cypress Semiconductor Corporation
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•
198 Champion Court
•
San Jose, CA 95134-1709
•
408-943-2600
Revised December 22, 2010
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SPI Slave Variable Length
功能说明
SPISVL 是一个实施串行外设互联从器件的用户模块。 由于该模块支持 9-16 位数据长度，因此其成对使用
两个数字通信类型 PSoC 模块的 Tx 缓冲区、Rx 缓冲区、Control0、Control1 和移位寄存器以及一个或
多个引脚端口寄存器。
使用器件编辑器和 / 或 SPISVL 用户模块固件应用程序编程接口 (API) 例程对 Control0、Control1 寄存
器进行初始化与配置。 初始化包括设置 LSB 优先的配置，设置 SPI 接收 / 传输时钟模式，以及设置数据
长度。 支持 SPI 模式 0、1、2 和 3。 SPI 主控与从器件必须使用相同的时钟模式和位配置进行设置，以
进行正常通信。 SPI 模式按以下方式定义。
Table 1.
SPI 模式
模式
执行数据锁存的 SCLK 沿
时钟极性
0
前
同相
1
前
反相
2
后
同相
3
后
反相
注
前沿锁存数据。 数据在时钟后沿
更改。
下降沿锁存数据。 数据在上升沿
更改。
SCLK 输入信号是由 SPI 主控生成的 SPI 传输 / 接收时钟。 该信号定义已传输 / 接收数据的位速率。
MOSI 输入信号是从 SPI 主控接收数据的主出从入 (Master-Out-Slave-In) 数据信号。
MISO 输出信号是将数据从移位寄存器传输到 SPI 主控器件的主入从出 (Master-In-Slave-Out) 数据信
号。 通常情况下，多个从器件的 MISO 信号将绑定在一起。 在激活从器件选择信号前，每个从器件会把其
各自的 MISO 信号置为三态。 此用户模块不会把 MISO 输出信号置为三态。 如果需要，用户可将此功能轻
松添加到用户模块。
SPISVL 硬件从 MOSI 信号上的主控 SPI 器件接收数据，同时向 MISO 信号上的 SPI 主控器件传输数据。
主控与从器件数据的传输和接收使用相同的 SCLK 信号。
SPI 协议是仅主控起始响应协议。 主控将从器件选择 (~SS) 输入信号置为低电平，以便为有效通信启用特
定的 SPIS 器件。
由主控决定所选从器件是否可以执行命令或接收数据。
当使用 API 例程在 LSB 模块的 Control0 寄存器中设置 “SPI 启用 ” 位后，将启用 SPISVL 用户模块的
操作功能。
要传输到 SPI 主控的数据会被写入到 Tx 缓冲区寄存器。 这将清除 LSB 模块的 “Tx 缓冲区为空 ” 状态
位。
在从器件选择信号的下降沿，数据将从 Tx 缓冲区寄存器传输到移位寄存器。 要传输的数据字的第一位随
后将置入到 MISO 输出信号上。 此时，另一个要传输的数据字将被写入 Tx 缓冲区寄存器。 当前字传输完
毕后，就可以把此数据发送到 SPI 主控。
激活每个 SCLK 输入信号后，该数据将一边从移位寄存器移出到 MISO 输出，一边从 MOSI 输入移入到移
位寄存器。 SCLK、MOSI 和 MISO 信号的具体时序取决于 SPI 模式的配置。
当所有位已完成传输并同时完成接收后，接收的数据将从移位寄存器传输到 Rx 缓冲区寄存器，Tx 缓冲区
寄存器中的数据将传输到移位寄存器。 将设定 “Rx 缓冲区已满 ” 和 “SPI 完成 ” 状态位。 如果已启用
了中断，“SPI 完成 ” 状态位会触发中断。 此中断可用于提醒软件，数据的一个字节已接收，或已成功
传输。
如果 Tx 缓冲区寄存器中当前装载了未处理的数据字，那么此字将可以在主控执行下一次数据操作时进行
传输。
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如果 “SPI 完成 ” 中断条件未用于从 Rx 缓冲区寄存器中检索数据字，应轮询 Control0 寄存器以监控
“Rx 缓冲区已满 ” 状态位。 在完全接收下一个数据字或设定 “ 溢出错误 ” 状态位前，必须从 Rx 缓冲
区寄存器中读取已接收的数据。
应对 “SPI 完成 ” 位进行监控，以确定禁用 SPISVL 用户模块的时间。 这可以保证所有时钟信号已经在
主控与从器件 SPI 器件之间完成。
如果使用中断，必须在每个中断之后读取 SPISVL 状态寄存器，以识别下一个中断。 读取状态寄存器将清
除由中断控制器识别的内部信号。 如果此信号仍较高，后续 SPISVL 中断将被屏蔽。
直流和交流电气特性
Table 2.
SPIS 直流和交流电气特性
参数
Fmax
条件和注释
最大 RX/TX 频率
典型值
--
限值
12
单位
MHz
放置
SPISVL 映射到两个 PSoC 模块，本文档视其为一个结构群。 SPISVL 可放置在同一行的任意一对数字通信
模块中。
参数和资源
SCLK
SPISVL 的时钟由 SPI 主控生成的 SCLK 信号提供。 此信号来自 15 个可能的源之一。 提供 SCLK 输
入时可指定高、低、全局 I/O 总线、模拟比较器总线或另一个 PSoC 模块。 此时钟用于定义有效位
元传输率。 默认情况下，SCLK 与 SysClk 同步。 如果 SCLK 要与 SysClk*2 同步或不同步，则应直
接写入输出寄存器的 “ 时钟同步 ” 位域。
MOSI
主出从入输入信号来自 15 个可能的源之一。 提供 MOSI 输入时可指定高、低、全局 I/O 总线、模
拟比较器总线或另一个 PSoC 模块。
~SS
从器件选择输入信号来自 4 个可能的全局输入之一。 此外，~SS 同时也可能受固件控制。
MISO
主入从出输出信号可路由到一条全局输出总线。 然后，该全局输出总线可连接至外部引脚或另一个
PSoC 模块，以进行下一步处理。
中断类型
此选项用于确定为 TX 模块生成中断的时间。 “Tx 寄存器为空 ” 选项可在数据从数据寄存器传输到
移位寄存器之后立刻生成中断。 选择第二个选项 “SPI 完成 ” 可推迟中断，直到最后一个位元从移
位寄存器移出为止。 如果需要知道字符在何时全部发送，第二个选项会很有帮助。 第一个选项 “Tx
寄存器为空 ” 最适合用于最大限度提高发射器的输出。 该选项允许一边发送上一字节一边加载新字
节。
反转 MOSI
使用此参数，用户可以反转 MOSI 输入。
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数据长度
此参数用于设置 SPI 通讯协议的数据长度。
中断生成控制
当选中 PSoC Designer 中的 “ 启用中断生成控制 ” 复选框时，将有另外两个参数可供使用。 此选项可
通过以下路径找到： 项目 > 设置 > 芯片编辑器 . 当使用多个外覆层并且外覆层上的多个用户模块共享中
断时，中断生成控制非常重要：
中断 API
中断调度模式
中断 API
“ 中断 API” 参数可允许按条件生成用户模块的中断处理程序和中断矢量表条目。 选择 “ 启用 ”
以生成中断处理程序和中断矢量表条目。 选择 “ 禁用 ” 以取消生成中断处理程序和中断矢量表条
目。 对于具有多个外覆层并且不同外覆层共享一个模块源的项目，强烈建议要正确选择是否生成中
断 API。 仅在必要时选择生成中断 API，可能就避免了生成中断调度码的需求，从而降低开销。
中断调度模式
“ 中断调度模式 ” 参数用于指定中断请求的处理方式，这些中断由同一模块不同外覆层中的多个用
户模块共享。 选择 “ 活动状态 ”，固件会在处理共享中断请求之前检测哪个外覆层处于活动状态。
每次请求共享中断时都会执行此检测。 这样会增加延迟，还会产生一个处理共享中断请求的非决定
性程序，但不需要任何 RAM。 选择 “ 计算前偏移 ”，固件仅在初次加载外覆层时计算共享中断请求
的源。 这种计算可减少中断延迟，并产生一个处理共享中断请求的决定性程序，但会占用 RAM 空
间。
应用程序编程接口
应用程序编程接口 (API) 例程作为用户模块的一部分提供，从而使设计人员能够采用更高级的方式处理模
块。 本节指定每个函数的接口，以及引用文件所提供的相关常量。
Note
** 在这里，如同所有用户模块 API 中的一样，A 和 X 寄存器的值可以通过调用 API 函数发生更
改。 如果在调用后需要 A 和 X 的值，则调用函数负责在调用前保留 A 和 X 的值。 此 “ 寄存器
易失 ” 策略是针对提高效率的目的选择，自 PSoC Designer 1.0 版起已强制使用此策略。 C 编译
器自动遵循此要求。 汇编语言程序员也必须确保其代码遵守这一策略。 虽然一些用户模块 API 函
数可以保留 A 和 X 不变，但是无法保证它们将来也会如此。
另请注意，常量和函数名称中的 “SPISVL” 字样会替换为用户模块的实例名称。 例如，如果您在放置用
户模块时将其命名为 SPISVL1，则第一个模块的符号名为 SPISVL_1_MODE_0，SPISVL_Start 函数变为
SPISVL_1_Start.。
下面列出了 SPISVL 提供的 API 函数。
SPISVL_Start
说明：
设置 SPI 接口的模式配置，并通过在 Control0 寄存器中设置适当的位来启动 SPISVL 模块。 调用
此函数之前，所有从器件选择信号均应置为高电平，以取消选中已连接的 SPI 从器件。 此操作应在
用户提供的例程中完成。
C 原型：
void SPISVL_Start(BYTE bConfiguration)
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汇编：
mov
A,SPISVL_MODE_2 | SPISVL_LSB_FIRST
lcall SPISVL_Start
参数：
bConfiguration： 用于指定 SPI 模式和 LSB 优先配置的一个字节。 下列列出了 C 语言和汇编语言
中使用的符号名及其相关值。
符号名
值
SPISVL_MODE_0
0x00
SPISVL_MODE_1
0x02
SPISVL_MODE_2
0x04
SPISVL_MODE_3
0x06
SPISVL_LSB_FIRST
0X80
SPISVL_MSB_FIRST
0X00
返回值：
无
副作用：
请参阅 API 一节开头的注意 **。
SPISVL_Stop
说明：
通过清除 Control0 寄存器中的启用位来禁用 SPISVL 模块。
C 原型：
void SPISVL_Stop(void)
汇编：
lcall
SPISVL_Stop
参数：
无
返回值：
无
副作用：
请参阅 API 一节开头的注意 **。
SPISVL_EnableInt
说明：
在 “SPI 完成 ” 条件下启用 SPISVL 中断。 SPISVL 的放置位置决定了具体的中断矢量和优先级。
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C 原型：
void SPISVL_EnableInt(void)
汇编：
lcall
SPISVL_EnableInt
参数：
无
返回值：
无
副作用：
请参阅 API 一节开头的注意 **。
SPISVL_DisableInt
说明：
在 “SPI 完成 ” 条件下禁用 SPISVL 中断。
C 原型：
void SPISVL_DisableInt(void)
汇编：
lcall
SPISVL_DisableInt
参数：
无
返回值：
无
副作用：
请参阅 API 一节开头的注意 **。
SPISVL_ClearInt
说明：
清除已发布的 SPISVL 中断。
C 原型：
void SPISVL_ClearInt(void);
汇编：
lcall
SPISVL_ClearInt
参数：
无
返回值：
无
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副作用：
请参阅 API 一节开头的注意 **。
SPISVL_SetupTxData
说明：
把要传输到 SPI 主控中的数据字节写入到 Tx 缓冲区寄存器。
C 原型：
void SPISVL_SetupTxData(WORD wTxData)
汇编：
mov
X, [wTxData]
mov
A, [wTxData+1]
lcall SPISVL_SetupTxData
参数：
bTxData： 要发送到 SPI 主控器件并传送到累加器的数据。
返回值：
无
副作用：
请参阅 API 一节开头的注意 **。
SPISVL_wReadRxData
说明：
返回从从器件接收到的数据字。 调用此例程之前应检查 “Rx 缓冲区已满 ” 标志，确认已收到数据
字。
C 原型：
WORD SPISVL_wReadRxData(void)
汇编：
lcall SPISVL_wReadRxData
mov
[wRxData], X
mov
[wRxData+1], A
参数：
无
返回值：
从从器件 SPI 接收并返回到累加器的数据字。
副作用：
请参阅 API 一节开头的注意 **。
SPISVL_bReadStatus
说明：
读取并返回当前 SPISVL 控制 / 状态寄存器。
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C 原型：
BYTE SPISVL_bReadStatus(void)
汇编：
lcall SPISVL_bReadStatus
and
A, SPISVL_COMPLETE | SPISVL_RX_BUFFER_FULL
jnz
SPIVL_COMPLETE_GET_RX_DATA
参数：
无
返回值：
返回已读取的状态字节并返回至累加器中。 使用已定义的掩码测试特定状态条件。 请注意，可将掩
码并列组合在一起，用于测试多个条件。
SPIM 状态掩码
值
SPISVL_COMPLETE
0x20
SPISVL_RX_OVERRUN_ERROR
0x40
SPISVL_TX_BUFFER_EMPTY
0x10
SPISVL_RX_BUFFER_FULL
0x08
副作用：
调用此函数后，状态位将被清除。 A 和 X 寄存器可能被此函数更改。
SPISVL_DisableSS
说明：
当不需要外部从器件选择信号 ( ~SS ) 时，使用固件将低电平有效 ~SS 信号设为高电平。 为了使用
此函数，必须将 SPI 的 “ 从器件输入 ” 参数值设为 “SW_SlaveSelect”，而不能使用行输入中的
值。 如果已连接外部信号，则此函数可能无法生效。
C 原型：
void SPISVL_DisableSS(void)
汇编：
lcall SPISVL_DisableSS
参数：
无
返回值：
无
副作用：
请参阅 API 一节开头的注意 **。
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SPISVL_EnableSS
说明：
当不需要外部从器件选择信号 ( ~SS ) 时，使用固件将低电平有效 ~SS 信号设为低电平。 为了使用
此函数，必须将 SPI 的 “ 从器件输入 ” 参数值设为 “SW_SlaveSelect”，而不能使用行输入中的
值。 如果已连接外部信号，则此函数可能无法生效。
C 原型：
void SPISVL_EnableSS(void)
汇编：
lcall SPISVL_EnableSS
参数：
无
返回值：
无
副作用：
请参阅 API 一节开头的注意 **。
固件源代码示例
本示例展示如何创建 SPI 环路。 从 SPI 主控接收到数据后会作出回应。
void main(void)
{
WORD wData;
SPISVL_Start(SPISVL_MODE_0|SPISVL_MSB_FIRST);
M8C_EnableGInt;
while(1)
{
while( !(SPISVL_bReadStatus() & SPISVL_RX_BUFFER_FULL) ); // wait for received data
wData = SPISVL_wReadRxData(); // read received data from the Rx buffer
while( !(SPISVL_bReadStatus() & SPISVL_TX_BUFFER_EMPTY) ); // check for Tx buffer empty
SPISVL_SetupTxData(wData); // send echo packet back
while( !(SPISVL_bReadStatus() & SPISVL_SPI_COMPLETE) ); // encure transaction is
complete
}
}
The same example in ASM will look like following:
export _main
area bss(RAM, REL)
wData: blk 2
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area text (ROM, REL)
_main:
mov A, (SPISVL_MODE_0|SPISVL_MSB_FIRST)
lcall SPISVL_Start
M8C_EnableGInt
.nextLoop:
.WaitRx:
lcall SPISVL_bReadStatus
and A, SPISVL_RX_BUFFER_FULL
jz .WaitRx
lcall SPISVL_wReadRxData;
push A
push X
.WaitTx:
lcall SPISVL_bReadStatus
and A, SPISVL_TX_BUFFER_EMPTY
jz .WaitTx
pop X
pop A
lcall SPISVL_SetupTxData
.WaitComplete:
lcall SPISVL_bReadStatus
and A, SPISVL_SPI_COMPLETE
jz .WaitComplete
jmp .nextLoop
配置寄存器
用于配置此用户模块的 A 型数字通信 PSoC 模块寄存器描述如下。 仅解释参数化符号。
Table 3.
SPIMVL 模块，寄存器： FunctionMSB 优先配置：
位
7
6
5
4
3
2
1
0
LSB
反转 MOSI
0
0
中断类型
1
1
1
0
MSB
0
0
0
0
1
1
1
0
Table 4.
SPIMVL 模块，寄存器： FunctionLSB 优先配置：
位
7
6
5
4
3
2
1
0
LSB
0
0
0
中断类型
1
1
1
0
MSB
反转 MOSI
0
0
0
1
1
1
0
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此寄存器定义数字通信模块成为 SPISVL 用户模块所需的特性。
Table 5.
SPISVL 模块： 寄存器 InputMSB 优先配置：
位
LSB
7
6
5
4
MOSI
3
2
1
0
3
2
1
0
SCLK
MSB
SCLK
Table 6.
SPISVL 模块： 寄存器 InputLSB 优先配置：
位
7
6
5
4
LSB
SCLK
MSB
MOSI
SCLK
MOSI 是主出从入输入信号。 SCLK 是来自 SPI 主控的时钟信号。 二者均在参数选择过程中使用器件编辑
器进行设置。
Table 7.
SPISVL 模块： 寄存器 OutputMSB 优先配置：
位
7
6
5
LSB
0
0
0
MSB
0
0
0
Table 8.
位
4
3
2
1
0
2
1
0
~SS
MISO
SPISVL 模块： 寄存器 OutputLSB 优先配置：
7
6
5
LSB
4
3
~SS
MISO
MSB
~SS 是从器件选择输入信号。 MISO 是主入从出输出信号。 二者均在参数选择过程中使用器件编辑器进行
设置。
Table 9.
位
SPISVL 模块： 移位寄存器 DR0
7
LSB
移位寄存器
MSB
移位寄存器
6
5
4
3
2
1
0
4
3
2
1
0
Table 10. SPISVL 模块： TX 数据缓冲区寄存器 DR1
位
7
LSB
TX 缓冲区寄存器
MSB
TX 缓冲区寄存器
6
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5
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Tx 缓冲区寄存器： 启用 PSoC 模块后，写入此缓冲区的数据将传输到移位寄存器。
Table 11. SPISVL 模块： RX 数据缓冲区寄存器 DR2
位
7
6
LSB
RX 缓冲区寄存器
MSB
RX 缓冲区寄存器
5
4
3
2
1
0
RX 缓冲区寄存器： SPI 传输循环完成后，移位寄存器中收到的数据将传输到该寄存器。
Table 12. SPISVL 模块： 控制寄存器 CR0
位
7
6
5
4
3
2
1
0
LSB
LSB 优先
RX 溢出错
误
SPI 完成
TX 缓冲区
为空
Rx 缓冲区
已满
时钟相位
时钟极性
SPIS 启用
MSB
LSB 优先
RX 溢出错
误
SPI 完成
TX 缓冲区
为空
Rx 缓冲区
已满
时钟相位
时钟极性
SPIS 启用
“LSB 优先 ” 指定应首先传输 LSB 位。
“Rx 溢出错误 ” 标志表示接收到新字节时尚未读取之前接收到的数据字节。
“SPI 完成 ” 标志表示完整的 SPI 传输 / 接收循环已完成。
“Tx 缓冲区为空 ” 标志表示 Tx 缓冲区为空。
“Rx 缓冲区已满 ” 标志表示已从移位寄存器接收到数据字节。
“ 时钟相位 ” 表示 SCLK 信号的相位。 该参数是用于定义 SPI 模式的参数之一。
“ 时钟极性 ” 表示 SCLK 信号的极性。 该参数是用于定义 SPI 模式的参数之一。
“SPIS 启用 ” 经设置后可启用 SPIS PSoC 模块。
Table 13. SPISVL 模块： 控制寄存器 CR1
位
7
6
5
4
LSB
1
1
0
SPI 长度
MSB
1
0
0
SPI 长度
3
2
1
0
“SPI 长度 ” 指定链模式中 SPI 的长度。
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版本历史记录
版本
1.0
Note
创作者
DHA
说明
初始版本
PSoC Designer 5.1 在所有的用户模块数据表中提供版本历史记录。 本数据表详细介绍了当前和
先前用户模块版本之间的区别。
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