SPI接口的出错分析及其改进

图5偏移错误

　　在一个数据的传输过程中，SPR是不允许改变的，即SCK是均匀的，而从图5可以看出，从器件接收到的8个SCK并不均匀，它们是分别属于两个数据的，因此可以计算SCK的占空时间来判断是否发生了偏移错误。经分析，正常时候SCK＝1时的时钟周期数n的取值满足如下关系：

　　但由于主从时钟之间是异步的，并且经过了取整，所以正常时候SCK＝1时的时钟周期计数值COUNT应满足：

　　比如在图5中，COUNT的最大值COUNT(max)＝2或者1，都可认为是正常的。但当出现COUNT(max)＝8时，可以判定出现了偏移错误。在实际设计中，先记录下第一个COUNT(max)的值，如果后面又出现与记录值相差1以上的COUNT(max)出现，可知有偏移错误OFST
发生。SPI接口在“不均匀”的地方令SPIF＝1，然后准备等待下一个数据的第一个SCK。其中COUNT的位数固定为8位，为了避免溢出时重新从00H开始计数，当计数达到ffH时停止计数。

5、其他错误

　　设定不当，或者受到外界干扰，数据传输难免会发生错误，或者有时软件对错误的种类判断不清，必须要有一种方法强制SPI接口从错误状态中恢复过来。在SPI不工作，即SPEN＝0的时候，清除SPI模块内部几乎所有的状态（专用寄存器除外）。如果软件在接收数据的时候，能够发现数据有错误，无论是什么错误，都可以强制停止SPI的工作，重新进行数据传输。例如，在偏移错误（OFST）中，如果SPR2、SPR1和SPR0的设置适当，也可以使SCK显得比较“均匀”。SPI接口硬件本身不可能检测到有错误，若用户软件能够发现错误，这时就可以强制停止SPI的传输工作，这样就可以避免错误一直持续下去。

结语

　　本文对SPI接口之间数据传输中各种出错情况进行分析，并对SPI接口处理错误的能力进行增强。对一些传输错误，SPI接口可以检测出来，通过对各种错误状态寄存器进行置位，并做相应的处理解决。但是有些错误由硬件本身造成，是检测不到的。因此，在应用中，如果对数据的正确性要求较高，除了要在软件上满足SPI接口的时序要求外，还需要在软件上作适当的处理。

参考文献

1 ATMEL 8bit Flash Microcontroller with 2wire Interface
2 高谷刚，罗春. 可复用SPI模块IP核的设计与验证. 单片机与嵌入式系统应用, 2004（11）
3 李刚. ADμC8XX系列单片机原理与应用技术. 北京：北京航空航天大学出版社,2002