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****      AVR  SPI接口使用范例   	             ***
****  	                                     ***
**** 作者：  HJJourAVR                        ***
**** 編譯器：WINAVR20050214                   ***
****                                         ***
****  	www.OurAVR.com	 2005.9.26           ***
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/*
本程序簡單的示范了如何使用AVR ATMEGA16的SPI接口來訪問DS1302 RTC實時時鐘芯片
	串行外設接口－SPI
	DS1302的讀寫控制
	USART跟PC連接，實現顯示和控制

*/

#include <avr/io.h>
#include <avr/signal.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <avr/delay.h>
//時鐘定為外部晶振 7.3728MHz,F_CPU=7372800
#include "main.h"

unsigned char DS1302_EXIST;
unsigned char INITDATE[8]={0x50,	//59秒
						   0x59,	//59分
						   0x23,	//23時  24小時制
						   0x06,	//06日
						   0x10,	//10月
						   0x04,	//星期四
						   0x05,	//2005年
						   0x80		//寫保護
						  };

unsigned char CURDATE[7];
unsigned char sCURDATE[]="20xx年xx月xx日xx時xx分xx秒 星期xx";
unsigned char sWEEK[]="錯一二三四五六日";
//注意 漢字要占用2個字節的空間

int main(void)
{
    //上電默認DDRx=0x00,PORTx=0x00 輸入，無上拉電阻
    PORTA=0xFF;							//不用的管腳使能內部上拉電阻。
    PORTC=0xFF;
    PORTD=0xFF;
	DDRD=(1<<PIN_TXD);					//串口的輸出
    PORTB=~((1<<DS1302_CE)|(1<<DS1302_MOSI)|(1<<DS1302_MISO)|(1<<DS1302_SCK));
    									//DS1302帶內部下拉電阻
    DDRB =(1<<DS1302_CE)|(1<<DS1302_SCK)|(1<<DS1302_MOSI);
    									//設定SPI接口
    init_USART();
    init_SPI();
    put_s("這是個簡單的SPI接口訪問DS1302實時時鐘(RTC)的程序");
    DS1302_EXIST=check_RTC();			//檢測DS1302的存在
    if(DS1302_EXIST)
    {
    	put_s("按下[I]鍵可以初始化RTC時間，默認為2005年10月06日23時59分50秒 星期四");
    	put_s("按下[R]鍵可以讀取當前時間");
    	put_s("用戶可以自行開發其他功能");
    	put_s("     www.ouravr.com");
	}
	else
		put_s("RTC找不到!");
    sei();								//使能全局中斷
    while(1);
    
}

/*
串行外設接口－SPI
    SPI接口可以令ATmega16 和外設或其他AVR器件進行高速的同步數據傳輸
	ATmega16的SPI接口同時還用來實現程序和EEPROM的下載和上載。請參見[SPI串行編程和校驗]。
	
	SPI系統包括兩個移位寄存器和一個主機時鐘發生器。
	主機和從機將需要發送的數據放入相應的移位寄存器。
	主機在SCK 引腳上產生時鐘脈沖以交換數據。
	主機的數據從主機的MOSI 移出，從從機的MOSI 移入；從機的數據從從機的MISO 移出，從主機的MISO 移入
	(其實就是由主機和從機構成一個16位的循環移位寄存器，所以收發數據是同時的，收發函數可以寫成一條函數)

	SPI系統的發送方向只有一個緩沖器，而在接收方向有兩個緩沖器。
	也就是說，在發送時一定要等到移位過程全部結束后才能對SPI 數據寄存器執行寫操作。
	而在接收數據時，需要在下一個字符移位過程結束之前通過訪問SPI 數據寄存器讀取當前接收到的字符。
	否則第一個字節將丟失。
	
SS引腳的功能
	1從機模式
	從機模式當SPI配置為從機時，從機選擇引腳SS總是為輸入。
	SS 為低將激活SPI 接口， MISO成為輸出( 用戶必須進行相應的端口配置) 引腳，其他引腳成為輸入引腳。
	當SS 為高時所有的引腳成為輸入， SPI 邏輯復位，不再接收數據。
	SS引腳對于數據包/字節的同步非常有用，可以使從機的位計數器與主機的時鐘發生器同步。
	當SS 拉高時SPI從機立即復位接收和發送邏輯，并丟棄移位寄存器里不完整的數據。
	
	2主機模式
	當SPI 配置為主機時(MSTR 的SPCR 置位)，用戶可以決定SS 引腳的方向。
	若SS 配置為輸出，則此引腳可以用作普通的I/O 口而不影響SPI 系統。典型應用是用來驅動從機的SS 引腳。
	(單主機系統，SS引腳最好設成輸出)
	
	如果SS 配置為輸入，必須保持為高以保證SPI 的正常工作。
	若系統配置為主機， SS 為輸入，但被外設拉低，則SPI 系統會將此低電平解釋為有一個外部主機將自己選擇為從機。
	為了防止總線沖突， SPI 系統將實現如下動作：
	1. 清零SPCR 的MSTR 位，使SPI 成為從機，從而MOSI 和SCK 變為輸入。
	2. SPSR 的SPIF 置位。若SPI 中斷和全局中斷開放，則中斷服務程序將得到執行。
	因此，使用中斷方式處理SPI 主機的數據傳輸，并且存在SS 被拉低的可能性時，中斷服務程序應該檢查MSTR 是否為"1”。
	若被清零，用戶必須將其置位，以重新使能SPI 主機模式。
	
數據模式(中文手冊有點混亂，請參考英文原版)
	相對于串行數據， SCK的相位和極性有4種組合,由CPHA和CPOL控制組合的方式。
	SPI模式 CPOL CPHA      起始沿      結束沿
	  0      0    0    采樣(上升沿)   設置(下降沿)
	  1      0    1    設置(上升沿)   采樣(下降沿)
	  2      1    0    采樣(下降沿)   設置(上升沿)
	  3      1    1    設置(下降沿)   采樣(上升沿)

SPI控制寄存器－SPCR
	Bit 7 – SPIE: 使能SPI 中斷
		置位后，只要SPSR 寄存器的SPIF 和SREG 寄存器的全局中斷使能位置位，就會引發SPI 中斷。
	Bit 6 – SPE: 使能SPI
		SPE 置位將使能SPI。進行任何SPI 操作之前必須置位SPE。
	Bit 5 – DORD: 數據次序
		DORD 置位時數據的LSB 首先發送；否則數據的MSB 首先發送。
	Bit 4 – MSTR: 主/ 從選擇
		MSTR置位時選擇主機模式，否則為從機。
		如果MSTR為"1”，SS配置為輸入，但被拉低，則MSTR 被清零，寄存器SPSR 的SPIF 置位。
		用戶必須重新設置MSTR 進入主機模式
	Bit 3 – CPOL: 時鐘極性
		CPOL 置位表示空閑時SCK 為高電平；否則空閑時SCK 為低電平。
	Bit 2 – CPHA: 時鐘相位
		CPHA 決定數據是在SCK 的起始沿采樣還是在SCK 的結束沿采樣。
	Bits 1, 0 – SPR1, SPR0: SPI 時鐘速率選擇1 與0
		確定主機的SCK 速率。
		SPR1 和SPR0 對從機沒有影響。
		SCK 和振蕩器的時鐘頻率fosc關系如下表所示：
			SPI2X SPR1 SPR0 SCK 頻率
			  0 	0 	0 	fosc/4
			  0 	0 	1 	fosc/16
			  0		1 	0 	fosc/64
			  0 	1 	1 	fosc/128
			  1 	0 	0 	fosc/2
			  1 	0 	1 	fosc/8
			  1 	1 	0 	fosc/32
			  1 	1 	1 	fosc/64
			  
SPI狀態寄存器－SPSR
 	Bit 7 – SPIF: SPI 中斷標志
		串行發送結束后，SPIF 置位。
		若此時寄存器SPCR 的SPIE 和全局中斷使能位置位，SPI中斷即產生。
		如果SPI 為主機， SS 配置為輸入，且被拉低， SPIF 也將置位。
		進入中斷服務程序后SPIF自動清零。
		或者可以通過先讀SPSR，緊接著訪問SPDR來對SPIF清零。
	Bit 6 – WCOL: 寫碰撞標志
		在發送當中對SPI 數據寄存器SPDR寫數據將置位WCOL。
		WCOL可以通過先讀SPSR，緊接著訪問SPDR 來清零。
	Bit 0 – SPI2X: SPI 倍速
		置位后SPI 的速度加倍。
		若為主機,則SCK 頻率可達CPU 頻率的一半。
		若為從機,只能保證fosc /4。
		
SPI數據寄存器－SPDR
	SPI數據寄存器為讀/寫寄存器，用來在寄存器文件和SPI移位寄存器之間傳輸數據。
	寫寄存器將啟動數據傳輸，
	讀寄存器將讀取寄存器的接收緩沖器。
*/

/*
DS1302的SPI接口特點:
	1 I/O共用一個引腳，故M16的MOSI要串10K電阻到MISO，然后把MISO跟DS1302_IO腳短接在一起的
	2 低位在先
	3 SPI模式0 CPOL = 0, CPHA = 0，空閑時SCK為低電平，上升沿采樣，下降沿設置
	4 CE引腳為使能端,高電平使能SPI口
	5 最高時鐘速度 2MHz@Vcc=5V 500KHz@Vcc=2V
	6 SCK/IO/CE都帶有40K內部下拉電阻。
	7 有寫保護，寫入數據前需要先去掉寫保護。
	8 BURST模式下對CLOCK進行寫操作，必須一次寫完8字節。
	9 0x80地址的秒寄存器的第7位(CH)需要置0,震蕩器才能起振.

*/