基于labview的spi串行总线接口的实现

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1、基于LabVIEW的SPI串行总线接口的实现摘要：为了便于具有SPI串行总线接口设备的调试，使用美国国家仪器公司（NI）的标准模块化设备模拟SPI串行总线接口信号；采用图形化编程语言LabVIEW得到数字波形格式的SPI信号，并设计程序对此格式的信号进行解析，利用NI公司的硬件设备实现该信号的输入与输出。经过实验测试，输出SPI接口信号的频率范围是0.5Hz～500kHz，输入的频率范围是0.5Hz～900kHz，误差小于10ns，该方法可以用于SPI串行总线接口设备的调试中。关键词：SPI接口；串行总线接口；LabVIEW

2、；测试中图分类号：TN710?34；TP319文献标识码：A文章编号：1004?373X（2014）14?0138?04ImplementationofSPIserialbusinterfacebasedonLabVIEWZHAOXiao1，ZHOUBin2，ZHAOHua2（1.NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China；2.NationalSpaceScienceCenter，Beijing100190，China）Abstract：

3、InordertodebugthedevicewithSPIserialbusinterfaceconveniently，thestandardmodulardeviceofNationalInstruments（NI）wasused10tosimulateSPIserialbusinterfacesignals，LabVIEWwasusedtogettheSPIsignalsindigitalwaveformformat，aprogramwasdesignedtoanalysisthesesignals，andthehar

4、dwareequipmentsofNIwasutilizedtorealizetheinputandoutputofthesesignals.TheexperimentaltestingresultshowsthatthefrequencyrangeoftheoutputsignalfromtheSPIinterfaceis0.5Hzto500kHz，theinputfrequencyrangeis0.5Hzto900kHz，theerrorislessthan10ns.ThismethodcanbeusedtodebugS

5、PIserialbusinterfacedevice.Keywords：SPIinterface；serialbusinterface；LabVIEW；testingSPI（SerialPeripheralInterface）[1]总线技术是Motorola公司提出的一种同步串行外设接口，是接线简单、通信效率高、全双工、同步的通信总线。美国国家仪器公司（NI）开发了一种基于LabVIEW的、可用于实验室或现场信号的、使用网络接口与计算机进行相连的cDAQ平台，采用高速I/O通用模块可进行数字I/O的输入和输出。本文使用NI公

6、司的cDAQ平台和高速I/O模块实现了SPI信号的通信，以便于SPI接口的调试。1SPI接口的调试系统的总体设计10SPI总线主要应用在FLASHRAM，A/D或D/A转换器、网络控制器、MCU、实时时钟、EEPROM，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间[2]。一般由四个信号组成：时钟信号（SCLK）；从机选择使能信号（CS），数据输出信号（SDO）；数据输入信号（SDI）[3]。典型结构如图1所示。当CS有效时，在SCLK上升沿t0时刻（或者下降沿t1时刻）SDO上的电平数据被发送出去，SCLK下降沿t1时刻（或者上升

7、沿t0时刻）SDI上的电平被接收进来，其基本时序如图2所示[4]。图1SPI的典型结构图2SPI信号基本时序本文的调试系统的总体实现框图如图3所示。硬件驱动函数构成的硬件控制程序，用于控制硬件接口输入/输出SPI信号，输出的SPI信号由LabVIEW产生，输入的SPI信号使用LabVIEW进行解析。图3调试系统的总体实现框图2SPI信号的硬件设计10本文的测试平台如图4所示，计算机与cDAQ平台相连，cDAQ平台的数字I/O口与外部SPI接口相连[5]。通过软件实现把串行SPI信号转变成并行信号进行输入/输出，如图5所示。图

8、4测试平台图5串行信号转变成并行信号选用NI公司的NICompactDAQ硬件平台的机箱NI9184，模块是可配置成8路数字输入或者8路数字输出或者4路数字输入、4路数字输出的NI9401高速I/O模块，它的8路I/O口并行进行传输，自身具有同步性好的优点，特点如表1所示。　　表1NI94