واجهـــة الطرفيـــات المتسلسلــة

ناقل واجهــة الطرفيــات المتسلسلــة (SPI) هو نظام للاتصالات التسلسلية، والذي يستخدم ما يصل إلى أربعة أطـراف، عادةً ثلاثة. يتم استخدام طرف واحد لتلقي البيانات، وواحد لإرسال البيانات، وواحد للمزامنة، وواحد بدلاً من ذلك لاختيار جهاز للاتصال به. وهو اتصال مزدوج كامل، مما يعني أنه يتم إرسال البيانات واستقبالها في وقت واحد. الحد الأقصى لمعدل نقــل البيانات Baud rate أعلى من ذلك الموجود في نظام الاتصالات I2C.

أطـــراف الـ SPI فــي الأردوينـــو

تستخدم واجهــة الطرفيات المتسلسلــة الأطراف الأربعــة التاليــة:

• SCK - هذه هي الساعة التسلسلية التي يقودها السيد.
• MOSI - هذا هو المخرج للجهــاز السيــد / المدخل للجهــاز التابع الذي يحركه السيد.
• MISO - هذا هو الإدخال للجهــاز السيــد / الإخراج للجهــاز التابع الذي يحركه السيد.
• SS - هذا هو سلك اختيار التابــع.

يتــم أستخدام الدوال التاليــة في إتصــال الـ SPI يجــب عليك أولاً تضمين مكتبــة SPI.h

• SPI.begin() - تهيئة ناقل SPI عن طريق ضبط SCK وMOSI وSS كـ مخــارج، و جعــل SCK وMOSI منخفــض LOW، و جعل SS مرتفــع HIGH.
• SPI.setClockDivider(divider) - لضبط مقسم ساعة SPI بالنسبة لساعة النظام. في اللوحات المعتمدة على AVR، تكون المقسمات المتوفرة هي 2 أو 4 أو 8 أو 16 أو 32 أو 64 أو 128. الإعداد الافتراضي هو SPI_CLOCK_DIV4، الذي يضبط ساعة SPI على ربع تردد ساعة النظام (5 ميجا هرتز لـ لوحات الـ 20 ميغاهيرتز).
• المقسم Divider - يمكن أن يكون (SPI_CLOCK_DIV2، SPI_CLOCK_DIV4، SPI_CLOCK_DIV8، SPI_CLOCK_DIV16، SPI_CLOCK_DIV32، SPI_CLOCK_DIV64، SPI_CLOCK_DIV128).
• SPI.transfer(val) - يعتمد نقل SPI على الإرسال والاستقبال المتزامنين: يتم إرجاع البيانات المستلمة في ReceiveVal.
• SPI.beginTransaction(SPISettings(speedMaximum, dataOrder, dataMode)) - speedMaximum هي الساعة أو dataOrder(MSBFIRST أو LSBFIRST) أو dataMode(SPI_MODE0 أو SPI_MODE1 أو SPI_MODE2 أو SPI_MODE3).

يــوجــد أربعــة أوضــاع للتشغيــل في أتصــال الـ SPI هــم:

• الوضع 0 (الافتراضي) - الساعة منخفضة عادة (CPOL = 0)، ويتم أخذ عينات من البيانات عند الانتقال من الأدنى إلى الأعلى (الحافة الأمامية leading edge  ) (CPHA = 0).
• الوضع 1 - الساعة منخفضة عادة (CPOL = 0)، ويتم أخذ عينات من البيانات عند الانتقال من الأعلى إلى الأدنى (الحافة الخلفية trailing edge ) (CPHA = 1).
• الوضع 2 - الساعة مرتفعة عادة (CPOL = 1)، ويتم أخذ عينات من البيانات عند الانتقال من الأعلى إلى الأدنى (الحافة الأمامية leading edge  ) (CPHA = 0).
• الوضع 3 - الساعة مرتفعة عادة (CPOL = 1)، ويتم أخذ عينات من البيانات عند الانتقال من الأدنى إلى الأعلى (الحافة الخلفية  trailing edge) (CPHA = 1).

• SPI.attachInterrupt(handler) – الدالــة التي سيتم استدعاؤها عندما يتلقى الجهاز التابع البيانات من الجهاز السيــد.

الآن، سوف نقوم بربط لوحتي Arduino UNO معًا؛ أحدهما سيد والآخر كتابــع. سنقــوم بتــوصيل الأطراف كالتالــي:

• (SS) : pin 10
• (MOSI) : pin 11
• (MISO) : pin 12
• (SCK) : pin 13

الأرضي مشترك. فيما يلي الرســم التخطيطي للتوصيــل بين اللوحتين

ضبــط الــ SPI كسيــد

مثــال

ضبــط الــ SPI كتابــع

مثــال

#include <SPI.h>

char buff [50];

volatile byte indx;

volatile boolean process;

void setup (void) {

   Serial.begin (115200);

   pinMode(MISO, OUTPUT); // have to send on master in so it set as output

   SPCR |= _BV(SPE); // turn on SPI in slave mode

   indx = 0; // buffer empty

   process = false;

   SPI.attachInterrupt(); // turn on interrupt

}

ISR (SPI_STC_vect) // SPI interrupt routine { 

   byte c = SPDR; // read byte from SPI Data Register

   if (indx < sizeof buff) {

      buff [indx++] = c; // save data in the next index in the array buff

      if (c == '\r') //check for the end of the word

      process = true;

   }

}

void loop (void) {

   if (process) {

      process = false; //reset the process

      Serial.println (buff); //print the array on serial monitor

      indx= 0; //reset button to zero

   }

}