虚拟SPI时序在TC77与S3C2410通信中的应用
1 引言
串行外围设备接口SPI(serial peripheral interface)总线技术是Motorola公司推出的一种通用串行接口。它是一种三线同步总线，硬件功能很强。但是在数字温度传感器TC77与三星S3C2410处理器的通信中，由于受到数据宽度的限制，采用S3C2410现有SPI接口难以实现，为满足嵌入式温度采集系统的实际功能需求，设计了一种新的实现方法―嵌入式系统虚拟SPI时序技术，与外围设备进行SPI通信。实践证明，虚拟SPI时序技术实现的通信具有稳定、正确、健壮、易用的特点.其系统功能实现的可靠性以及成本、功耗等方面都符合了实际要求。
2 数字温度传感器TC77
TC77是Microchip公司生产的串联可访问数字温度传感器，特别适合于廉价、小尺寸应用中。温度数据从内部温度敏感元件转换而来，随时都可以转化成13位有效数字。TC77在+25℃到+65℃范围内，可以精确到±1.0℃。工作电流仅250 uA。如采用外部配置电阻，可以进入低功耗的关机(Shutdown)模式，电流仅0.1uA。TC77作为从设备、运行在持续转换温度模式下时，通过其SPI接口可与微处理器进行实时通信。其引脚如图1，各引脚的功能见表1。
| 引脚 | 引脚功能 |
| SI/O | 串行数据输入/输出 |
| SCK | 串行时钟信号 |
| Vss | 地 |
| /CS | 片选(低电平有效) |
| VDD | 电源输入(2.7V至5.5V有效) |
由于采用虚拟SPI时序进行通信，在实现通信过程中，必须了解TC77传感器数据输入输出的时序参数，否则无法实现正常通信，也就不能实现TC77与S3C2410的正确数据收发。TC77数据输出时序见图2，数据输出时序参数见表2
| 参数 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
| fCLK (时钟频率) | - | 7.0 | MHz |
| tcs-sck(片选信号下跳沿到第一个SCK上升沿) | 100 | - | ns |
| tCS-SI/O(片选信号低到数据输出延迟) | - | 70 | ns |
| tDO(SCK下跳沿到数据输出的延迟) | - | 100 | ns |
| tDS(片选信号高电平到数据 | - | 200 | ns |
3 基于S3C2410嵌入式硬件平台简介
S3C2410处理器是三星公司基于ARM 公司的ARM920T处理器核，采用0.18微米制造工艺的微处理器。具有16KB指令和16KB数据Cache、MMU、支持TFT的LCD控制器、NAND闪存控制器、3路UART、4路DMA、4路带PWM的Timer、I/O口、RTC、8路10位ADC、Touch Screen接口、IIC-BUS接口、IIS-BUS接口、2个USB主机、1个USB设备、SD和MMC接口和2路SPI S3C2410处理器最高可运新在268MHz。
4 虚拟SPI时序在通信接口中的设计与实现
虽然S3C2410本身具有SPI接口。但它与外部设备通信一次只能收发8位数据。而TC77输出与温度相关的数据有16位，数据宽度不一致。本系统采用虚拟SPI时序的方法，将S3C2410中的通用接口的某些引脚与TC77相连.如图3所示，TC77中的电源线和地线直接与开发板的电源线与地线连接，片选信号/CS、SC、SI/O分别与通用端口中的E13、E12、E11连接。
图3 采用SPI虚拟时序法、TC77与S3C2410的连接图
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