EM9280系列產品包括EM9280、EM9287和EM9281，是英創公司新一代的低成本嵌入式主板產品。該主板的SPI接口，在內部DMA（Direct Memory Access直接內存存取）機制的驅動下，其最高數據傳輸速度可達20Mbps。另外SPI接口可支持4bit、8bit、16bit位長的數據通訊；也可對SPI時序的極性及相位進行設置。

　　針對SPI接口的應用特點，EM9280的SPI的驅動進行了專門的優化，不僅可支持常規的SPI讀、寫操作，還可支持外部中斷觸發的讀寫操作。中斷觸發的讀寫操作，主要應用于工業控制的高速數據采集。另一方面，針對AD芯片控制需求，SPI驅動還支持混合讀寫模式的數據傳輸操作。

　　本文以下部分重點介紹SPI驅動API的使用方法。

操作SPI設備的基本步驟

　　1、打開SPI設備文件，其設備文件名為“SPI1:”
　　2、根據應用需求，設置SPI數據幀的基本參數，包括數據長度、波特率、時鐘極性等參數。
　　3、若需要用到外部中斷觸發SPI讀取操作，則需要設置外部GPIO中斷管腳，及中斷后的讀取數據的長度。
　　4、設置完成后，對常規操作，即可使用標準的ReadFile函數接收SPI數據、使用WriteFile發送SPI數據。
　　5、對需要讀寫混合操作的，則需要調用DeviceIoControl來實現。
　　6、當啟動了外部中斷，則通過調用DeviceIoControl來等待外部事件，然后再調用ReadFile函數來讀取已緩沖在驅動程序內部的SPI數據。
　　7、調用CloseHandle將關閉SPI接口并清除相關設置。即使重新打開SPI設備文件，需重新設置SPI的參數，才能進行讀寫。

SPI數據幀參數設置

　　初始化SPI，需要用到下面這個數據結構：
　　typedef struct _SPIFrame
　　{
　　　　UCHAR ucBitLength; //　SPI數據bit長度，= 4、8、16
　　　　DWORD dwBitRate; //　SPI波特率，20000000對應20Mbps
　　　　BOOL bPhase; //　時鐘相位
　　　　BOOL bPolarity; //　時鐘極性
　　} SPIFrame , *PSPIFrame;

　　該數據結構在hw_spi.h頭文件中進行的定義，數據結構中的變量說明：
　　ucBitLength：SPI通訊的數據位長，EM9280/EM9287支持4bit、8bit、16bit三種數據位長格式，在hw_spi.h中定義了這三種數據位長的常量。
　　dwBitRate：SPI時鐘速率，為每秒傳輸的bit數，參數20000000表示20Mbps，
　　bPhase：SPI時序相位設置（如下圖所示）
　　bPolarity：SPI時序極性設置（如下圖所示）

bPhase=0 , bPolarity=0

bPhase=1 , bPolarity=0

bPhase=0 , bPolarity=1

bPhase=1 , bPolarity=1

SPI設備的初始化例子

　　HANDLE hSPI;
　　SPIFrame ConfigSPI;

　　//　打開設備驅動文件
　　hSPI = CreateFile(L”SPI1:”, //　name of device
　　　　GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, //　desired access
　　　　FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE, //　sharing mode
　　　　NULL, //　security attributes (ignored)
　　　　OPEN_EXISTING, //　creation disposition
　　　　FILE_FLAG_RANDOM_ACCESS, //　flags/attributes
　　　　NULL); //　template file (ignored)

　　if(hSPI == FALSE )
　　{
　　　　printf('SPI Open False!!!\r\n');
　　　　return 0;
　　}

　　//　配置SPI參數
　　ConfigSPI.ucBitLength=SSP_WORD_LENGTH_8BITS; //　Len_8BITS
　　ConfigSPI.dwBitRate=10000000; //　10Mbps
　　ConfigSPI.bPhase=0;
　　ConfigSPI.bPolarity=0;
　　DeviceIoControl(hSPI, //　file handle to the driver
　　　　SPI_IOCTL_SSPCONFIGURE, //　I/O control code
　　　　&ConfigSPI, //　in buffer
　　　　sizeof(ConfigSPI), //　in buffer size
　　　　NULL,
　　　　0,
　　　　NULL,
　　　　NULL)

SPI接口的單向讀寫操作

　　用標準的ReadFile和WriteFile就可實現常規的SPI數據接收（讀）或發送（寫）。

　　SPI數據接收的函數調用：
　　ReadFile(hSPI, //　設備驅動文件句柄
　　pDatBuf, //　數據buffer指針，注意指針類型！
　　dwBufLength, //　數據buffer的字節長度
　　pdwBytesRead, //　實際讀取的SPI數據字節數
　　NULL)

　　pDatBuf：數據BUFF指針。需要注意的是SPI數據幀長度若為4-bit或8-bit，則每個SPI數據占用一個字節，而對16-bit的SPI數據，則占用2個字節。一般來說，對4-bit或8-bit的SPI傳輸，其數據buffer應當是BYTE類型的；對16-bit的SPI傳輸，數據buffer則為WORD類型的。

　　dwBufLength：需要傳輸的數據字節長度。該參數是以字節為單位，其涵義也與SPI數據長度有關，對16-bit的SPI傳輸，dwBufLength應為2的倍數。

　　pdwBytesRead：SPI數據實際接收的字節數。一個正確的SPI數據接收調用后，指針pdwByteRead所包含的數據應等于dwBufLength，才能表示SPI數據接收執行完全正確。

　　SPI數據發送的函數調用：
　　WriteFile(hSPI, //　設備驅動文件句柄
　　pDatBuf, //　數據buffer指針，事先應把數據填入
　　dwBufLength, //　數據buffer的字節長度
　　pdwBytesWritten, //　實際發送的SPI數據字節數
　　NULL)

　　發送函數的參數定義與接收函數的參數定義是一致的。特別的，一個正確的SPI數據發送調用后，指針pdwByteWritten所包含的數據應等于dwBufLength。

讀寫混合型的SPI操作

　　在SPI的實際應用，有時需要在一個連續的片選過程中，既有讀操作，也有寫操作。這時間需要用到所謂的混合型SPI操作。

　　混合型SPI操作需要用到以下數據結構：
　　typedef struct _SPITransfer
　　{
　　　　LPVOID pTxBuff; //　SPI發送buffer指針
　　　　LPVOID pRxBuff; //　SPI接收buffer指針
　　　　DWORD dwBufLength; //　本次SPI傳輸的字節數
　　} SPITransfer;

　　pTxBuff：SPI輸出數據BUFF指針
　　pRxBuff：SPI讀入數據BUFF指針
　　dwBufLength：SPI數據傳輸長度，以字節為單位

　　注意，EM9280的SPI接口僅支持半雙工操作，因此在上述結構中，只能有一個buffer指針為有效指針，另一個必須為NULL。dwBufLength的定義與單向讀寫的定義一致。具體的傳輸是通過DeviceIoControl來實現的，舉例說明，本例首先進行發送1個字節（8-bit SPI），然后接收2個字節。

　　SPITransfer Trans[2];
　　BYTE Tx[16], Rx[16]; //　buffer足夠大

　　Tx[0] = 0xE5; //　發送的字節
　　Trans[0].pTxBuf = Tx;
　　Trans[0].pRxBuf = NULL;
　　Trans[0].dwBufLength = 1; //　要發送1字節
　　Trans[1].pTxBuf = NULL;
　　Trans[1].pRxBuf = Rx;
　　Trans[1].dwBufLength = 2; //　要接收2字節

　　DeviceIoControl(hSPI,
　　　　SPI_IOCTL_EXCHANGE,
　　　　Trans, //　in buffer
　　　　sizeof(Trans) , //　in buffer size
　　　　NULL,
　　　　0,
　　　　NULL,
　　　　NULL))

　　在上述調用中需要注意的是，DeviceIoControl()輸入參數中的buffer長度必須是數據結構SPITransfer大小的整倍數，否則將被視作無效參數。

外部中斷觸發的SPI操作

　　外部中斷觸發的SPI操作，主要是利用SPI的高速特性，進行實時的大數據量讀取。因為SPI的接線非常簡單，作為一種高效低成本的接口模式在工業控制領域有廣泛的應用。使用這種SPI操作方式，需要用到以下數據結構：
　　typedef struct _SPI_IrqTransfer
　　{
　　　　DWORD dwGpioPin; //　外部中斷管腳，上升沿觸發中斷
　　　　DWORD dwBufLength; //　中斷觸發的SPI傳輸的字節數，小于64KB
　　　　DWORD dwRVSD; //　保留，必須設置為0
　　} SPI_IrqTransfer;

　　dwGpioPin：要用作外部中斷源的GPIO引腳
　　dwBufLength：要讀取的數據字節長度
　　dwRVSD：系統保留，必須設置為0

　　在上述結構中，dwBufLength的定義與單向讀寫的定義一致，如果dwGpioPin與dwBufLength同時設置為0，則將關閉已打開的GPIO中斷資源并禁止該功能啟動。dwGpioPin為EM9280主板的GPIO引腳編號，與GPIO操作時的引腳數據一致。注意：由于系統功能的占用，不是所有的GPIO引腳都可以用作外部中斷觸發源。

　　?　EM9280可以使用的GPIO引腳有：GPIO0、GPIO1、GPIO6、GPIO7、GPIO10、GPIO11、GPIO20、GPIO21、GPIO22、GPIO23。

　　?　EM9287和EM9281可以使用的GPIO引腳有：GPIO0 - GPIO23。

　　該操作的具體的設置操作仍然需要調用DeviceIoControl()來實現。
　　SPI_IrqTransfer irq_transfer;
　　irq_transfer. dwGpioPin=GPIO0; //　使用GPIO0作為SPI的外部中斷源
　　irq_transfer. dwBufLength=1024; //　中斷產生后需要讀取1024字節的數據
　　irq_transfer. dwRVSD=0;
　　DeviceIoControl(hSPI,
　　　　SPI_IOCTL_SSP_IRQTransfer,
　　　　& irq_transfer, //　輸入參數
　　　　sizeof(SPI_IrqTransfer), //　輸入參數字節數
　　　　NULL,
　　　　0,
　　　　NULL,
　　　　NULL);

　　設置完成即啟動外部中斷自動觸發SPI操作，一旦中斷產生，驅動程序將自動接收dwBufLength長度的數據，存儲在驅動程序的內部緩沖區中。數據接收完成后，將發送事件通知應用層。應用程序可通過DeviceIoControl()調用來等待該事件，得到事件后再調用ReadFile讀取數據。通過調用DeviceIOControl()等待SPI事件，可以給定一個時間參數作為等待超時的條件，以ms為單位。成功等到SPI執行完成的消息時，DeviceIoControl會返回TRUE，否則返回FALSE。SPI事件等待的調用方法如下：
　　DeviceIoControl(hSPI,
　　　　SPI_IOCTL_SSP_WaitSPIEvent,
　　　　&DelayTime, //　等待超時，時間為ms
　　　　Sizeof(DWORD),
　　　　NULL,
　　　　0,
　　　　NULL,
　　　　NULL)

　　調用上述方法啟動了外部中斷觸發SPI讀取數據的功能后，該功能將一直存在，即每次在所設置的GPIO引腳上產生中斷信號，都會執行一次SPI讀取操作，直到應用程序關閉該中斷，即設置dwGpioPin和dwBufLength等于0，再調用DeviceIoControl()進行設置操作。

　　SPI操作相關的范例代碼請參考光盤中的EM9280_SPIDemo，或來郵件索取或咨詢。