MAX7219为例的spi通讯协议

一、代码

其中.h文件内容为

#ifndef __MAX7219_H__
#define __MAX7219_H__

#include <STC89C5xRC.H>
#include "typedef.h"

//user set define
#define MAX7219_NUMBER	4	//超过255需要更换函数中i和j的数据类型
#define MAX7219_LINE	2
#define MAX7219_COLUMN	16

#define MAX7219_DISNUM	MAX7219_NUMBER * 8

//接口定义
#define MAX7219_CS		P16
#define MAX7219_CLK		P15
#define MAX7219_DAT		P17

extern data u8 displayBuffer[MAX7219_DISNUM];

void MAX7219_init(void);

#endif

.c文件中的内容为

#include "max7219.h"

data u8 displayBuffer[MAX7219_DISNUM] = {0x00};


#define MAX7219_SHUTDOWN			0x0C	//停机模式，0x00关闭，0x01开启
#define MAX7219_DECODE				0x09	//译码方式，0x00不译码
#define MAX7219_INTENSITY			0x0A	//亮度设置，最低0x01，最高0x0F
#define MAX7219_SCAN				0x0B	//扫描界限，不扫描0x00，全扫描0x07
#define MAX7219_TEST				0x0F	//测试模式，0x00关闭测试，0x01开启测试

//数据显示地址
code u8 max7219_digit[8] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08};

/**
 * 开锁
 */
void MAX7219_unlock(void)
{
	//开启使能
	MAX7219_CS = 0;
}

/**
 * 关锁
 */
void MAX7219_lock(void)
{
	//关闭使能
	MAX7219_CS = 1;
}

/**
 * max7219发送数据
 * @param add 地址
 * @param dat 数据
 */
void MAX7219_sendData(u8 add, u8 dat)
{
	u8 i;
	
	//发送地址
	for (i = 0; i < 8; i++) {
		MAX7219_CLK = 0;
		MAX7219_DAT = add & 0x80;
		add <<= 1;
		MAX7219_CLK = 1;
	}
	//发送数据
	for(i = 0; i < 8; i++) {
		MAX7219_CLK = 0;
		MAX7219_DAT = (bit)(dat & 0x80);
		dat <<= 1;
		MAX7219_CLK = 1;
	}
}

二、解析

1. H文件

1. 首先是max7219.h文件中的内容#include "typedef.h"可以替换为typedef unsigned char u8;。这里主要是为了定义变量时少打字。

2. 这里的定义方法类似于oled点阵屏，方便后面写程序。如果是16行16列的话，后面处理8位数据太麻烦了。

 3. 以下是接口定义，用户可以自己更改。

 4. 函数引用

5. 其他部分暂时用不到，暂不介绍。

2. C文件

（1）基本理论

1. 宏定义部分是初始化时用到的，暂不介绍

2. spi协议共有三个接口，一个是使能（CS），一个是时钟信号（CLK），一个是数据信号（DATA）。

3. 使能信号：

        使能信号时主机（51单片机）控制从机（max7219）的。当使能信号为低电平（0）时，就是主机告诉从机，我发的信号你给我好好接收，要是有半点闪失，那我就重新发一次。

        当使能信号为高电平（1）时，主机就告诉从机，接下来的场景不是你可以承受的，把耳朵堵住，眼睛蒙起来，不管发生什么，你都装作没看见，你要是不小心看见了，那你就遭老罪咯。

4.时钟信号：

        时钟信号只在上升沿时把数据传入，什么是上升沿呢，就是低电平向高电平跳变的时候。在那一瞬间，从机心动了一下，血脉喷张，小脸一红，于是就把主机发来的数据记在了心里，当然从机脑子有限，一共只能记住16个1bit（1或者0）的数据。

5. 数据信号：

        数据信号的改变建议在时钟信号为低电平时进行，比如你要发送1，那就在时钟信号是低电平的时候将数据信号置为1，发送0同理。这样在数据信号调整好之后，只需要等待时钟信号心动（低电平向高电平跳变）就可以了。

        如果你比较倔强，非要在时钟信号为高电平时设置数据信号，当然，也是可以的，但是你需要先等时钟信号平复一下心情（设置为低电平），然后再让她砰然心动（时钟信号由低向高跳变），这种方式有个好处，写代码的时候时钟信号的处理都在一起，有错误能及时发现。

6. 时序图看看就行了，因为51单片机在12MHz晶振时是1us一条指令，速度太慢，所以不用关注max7219接收数据的极限速度（也就是tcsw，tldck这些数据），至于DOUT部分，后面再说。

 7. max7219数据格式

        从整体上看，就是一个经典的地址+数据的格式，地址是啥，不重要，数据是啥，也不重要。重要的是，知道了它一共发16个二进制数据，有两种类型，每种类型有8个二进制位。换句话来说，咱就发两次8位数据就OK了，其他的现在咱不用管。

        只要涉及到串行数据传输，就会有一个发送数据时是高位在前还是低位在前的问题，以上图为例，高位在前就是先发D15位的数据，然后D14位......直到D0位。低位在前就是先发D0位然后D1位......直到D15位。

        那怎么进行判断呢，绝大多数情况下看时序图的第一位就可以了，如下图红圈所标识

        第一位不是D0就是高位在前，是D0就是低位在前。

（2）代码实现

在代码实现中，因为是级联操作，所以将使能进行了分离，将其设置为开锁关锁操作。这里不用太纠结，后面实现的时候会慢慢讲解。

数据传输顺序为：使能置低->发送数据->使能置高

所以完整传输一帧数据的调用格式为

MAX7219_unlock();
MAX7219_sendData(MAX7219_SHUTDOWN, 0x00);//关闭显示屏
MAX7219_lock();

 对于发送数据的函数

采用这种发送数据的方式，可以对级联的芯片整体写入，如下图