简单介绍 SPI 接口与 SN 的 串行收发器 SIO
SPI接口是一种全双工、高速同步通讯总线,有两种 *** 作模式:主机模式和从机模式。
无论哪种模式,均支持支持高达 3Mbps 以上的通讯速度。
SPI接口有4个引脚: MISO, MOSI , SPICLK 和/SS:
SPICLK, MOSI 和 MISO 通常将两个或多个SPI设备连接在一起。数据从主机到从机使用MOSI 引脚(Master Out / Slave In主出从入) , 从从机到主机使用MISO 引脚 (Master In / Slave Out主入从出)。
SPICLK 信号在主机模式时输出,从机模式时输入。
典型 SPI 配置:
对于主机: 任何端口,包括/SS,都可以用来控制从机的/SS片选引脚。
对于从机: /SS引脚决定该设备是否被选中。
SPI 单主从机配置:
双驱动器,可以是主机或从机:
两个彼此连接的设备,均可成为主机或从机,没有SPI *** 作时,都可以通过设置 /SS双向口配置成主机。任何一方要发起传输,它可以配置/SS输出并强行拉低,使另一个设备发生“被改成从机模式”事件。 (称为:/SS引脚模式改变)
SPI 双驱动器,可以是主机或从机配置:
单主机和多从机
对于主机: 任何端口,包括/SS,都可以用来控制从机的/SS片选引脚。
对于所有从机: /SS引脚决定该设备是否被选中。
SPI 单主机和多从机配置:
从机注意事项:
/SS引脚可以在每次成功传输之间保持低电平(可以一直拉低),这种格式有时非常适合单固定主从机配置应用。
主机注意事项:
SPI通讯中,传输总是由主机发起。若 SPI使能并作为主机运行,写入SPI数据寄存器数据即可开始SPI时钟生成器和数据传输器,大约半个到1个SPI位时间后写入的数据开始出现在MOSI线上。
在开始传输之前,主机通过拉低相应/SS引脚选择一个从机作为当前从机。写入数据寄存器德数据从主机MOSI引脚移出,同时从从机MISO移入主机MISO的数据也写入到主机的数据寄存器中。
移出1字节后,SPI时钟发生器停止,置传输完成标志,若SPI中断使能则生成一个中断。主机CPU和从机CPU中的两个移位寄存器可以看成一个分开的16位环形移位寄存器,数据从主机移到从机同时数据也从从机移到主机。
这意味着,在一次传输过程中,主从机数据进行了交换。
/SS引脚的模式改变:
若 SPI使能在主机模式,这种情况下,其他主机可以将/SS引脚拉低来选择该设备为从机并开始发送数据过来。为避免总线冲突,该SPI设备成为一个从机,MOSI 和SPICLK引脚被强制为输入端口,MISO成为输出端口,SPI标志置位,若此时SPI中断使能,则还会产生一个SPI中断。用户软件必须经常去检查MSTR位,若该位被从机选择清零而用户又想要继续保持该SPI主机模式,用户必须再次设置相关工作在主机模式的位,否则,将处于从机模式。
数据冲突:
SPI在发送方向是单缓冲的,而在接收方向是双缓冲的。发送数据直到上一次数据发送完成后才能写入移位寄存器,数据发送过程中写入数据寄存器就会使冲突标志置位来表明数据冲突。这种情况下,正在发送的数据继续发送,而刚写入数据寄存器造成冲突的数据就会丢失。
写冲突对于主从机都有可能发生,对于主机,这种现象并不多见,因为主机控制着数据的传送;然而对于从机,由于没有控制权,因此很可能会发生。
对于数据接收,接收的数据被传输到一个并行读数据缓冲器中,以便于移位寄存器再能接收新的字节。然而,接收的数据必须在下个字节完全移入前从数据寄存器读出,否则前一个数据就会丢失。
冲突标志使用软件来清零。
SPI 时钟频率选择:
SPI时钟频率选择(主机模式)使用相关寄存器来设置 SPI 串行时钟速率,可以有多种选择,例如:93.75KHz 到 3 MHz.(与系统频率有关.)
数据模式:
可以设定数据采样和改变时的时钟沿。时钟极性等等.
提示:
SN 单片机里,好像没有看见这种内部配置,但是有一个 SIO 串行接口.简单说一下如下:
SN 单片机的串行收发器 SIO
------------留意:其使用三线!
串行输入/输出SIO收发器允许高速同步数据在SN8P2700A系列单片机和外围装置之间或者几个SN8P2700A装置之间传送。外围装置可以是:串行EEPROMs,移位寄存器,显示驱动芯片等。
SIO特性包括:
● 全双工 3 线同步传输;
● TX/RX 模式或单向TX 模式;
● 主控模式(SCK 为时钟输出)或从动模式(SCK 为时钟输入);
● LSB 数据优先传送;
● 在多路从动装置应用时,SO(P5.2)是可编程漏极开路输出引脚;
● 主控模式时可设置数据传输速率;
● 传送结束时产生SIO 中断。
寄存器SIOM用来控制SIO功能,如发送/接收、时钟速率、触发边沿等。通过设置寄存器SIOM的SENB和START位,
SIO就可自动发送和接收8位数据。SIOB是一个8位数据缓存器,用于存储发送/接收的数据,SIOC和SIOR具有自动装载功能,能够产生SIO的时钟源。3位的I/O计数器可以监控SIO的 *** 作,每接收/发送8位数据后,会产生一个中断请求。一次发送或接收结束后,SIO电路将自动禁止,可以通过重新编程SIOM寄存器启动下一次的数据传输。
系统发送时使用一次缓存,而在接收时使用两次缓存。也就是说在整个移位周期结束前,新的数据不能写入SIOB数据寄存器中;而在接收数据时,在新的数据完全移入前,必须从SIOB数据寄存器中读出接收的数据,否则,前一个数据将会丢失。下图是一个典型的单片机之间的数据通信。由主控单片机发送SCK启动数据传输,两个单片机必须有相同的时钟沿触发方式,并将在同一时刻发送和接收数据。
注:在任何模式下,SIO总是在SCK时钟前沿发送数据,在SCK时钟后沿接收数据。
.......详细信息请查阅其芯片手册!
这种串行接口方式很多,功能大同小异,还是通过实践决定自己熟识的来使用比较方便.
仅供参考!
在vxworks6.x下添加一个新的驱动,一般需要添加6个文件,分别是
target/src/hwif/xxx 下
xxx.c 和 xxx.mk --- 源文件和makefile文件
target/src/hwif/h/xxx 下
xxx.h -- 头文件
target/config/comps/vxworks下
xxx.cdf -- cdf文件用于被workbench识别
target/config/comps/src/hwif下
xxx.dc xxx.dr - dc dr用于命令行编译
新加一个串口驱动需要添加的文件列表
vxbUccSio.c
vxbUccSio.h
vxbUccSio.mk
vxbUccSio.dc
vxbUccSio.dr
40vxbUccSio.cdf
注意:如果是命令行编译的话(make),你还需要执行下面的内容,否则新驱动还是没有被更新到库文件中If you have added/modified files in /target/config/comps/src/hwif folder, you need to re-create vxbUsrCmdLine.c. Move to /target/config/comps/src/hwif and execute make vxbUsrCmdLine.c
cd target/config/all/vxbUsrCmdLine.crm -f vxbUsrCmdLine.c
cd /target/config/comps/src/hwif
make vxbUsrCmdLine.c
无论在沉积物中,还是在土壤中,SiO2都是一种最为常见和含量最高的成分,通常都可达到40%以上,但在碳酸盐岩中含量很低。在SiO2含量的气候指示意义方面,过去主要论述的是土壤或黄土层中的变化(刘东生等,1985;文启中,1989;孙建中等,1991;张宗祜,1994;刁桂仪等,1997),大量的研究表明,气候越是温暖湿润,土壤中SiO2含量就越高,如黄土高原黄土层中的古土壤SiO2含量达60%~70%(刘东生等,1985;孙建中等,1991),云南元谋盆地的红土(风化壳)平均含量为74.33%(张宗祜,1994)。而对河湖相沉积物论述较少,通常都采用与其他氧化物的比值,如硅铝率(SiO2/Al2O3)、硅铁率(SiO2/Fe2O3)等,来讨论古气候的变化(曹伯勋,1995)。
SiO2是一种难迁移的物质,在地表的元素迁移系列中处于难迁移系列。沉积物中的SiO2主要包括两个方面的来源:一是以碎屑颗粒搬运沉积下来的石英碎屑及其他硅酸盐矿物碎屑;二是以胶体或粘土矿物搬运并沉积下来的物质。就第一种物质来源而言,石英碎屑颗粒在地表的环境中是非常稳定的,而硅酸盐矿物相对比较容易分解掉(戎秋涛等,1989),尤其是暗色矿物,如橄榄石、辉石、角闪石等,因此,在炎热湿润的气候条件下,在沉积物的碎屑颗粒中石英是比较富集的,使沉积物的成熟度增加,而其他不稳定矿物被分解使其含量减少,所以可使沉积物中的SiO2含量增加。胶体SiO2的主要来源是原岩在风化过程中被分解淋滤出来的。被分解和淋滤SiO2的多少也是受气候的影响。在湿润炎热的气候中,不仅化学反应强烈,而且生物也比较茂盛,这就加强了化学风化作用。强烈的化学风化作用使大量的硅酸盐矿物被分解,形成一些粘土矿物和SiO2胶体,由于降雨量充沛,被淋滤出来的胶体以及被搬运的粘土矿物就比较多,当然同时也有大量的易溶物质被搬运,如Ca、Na、K等,但这部分物质在湿润气候区湖泊和河流环境中不易发生沉积,而SiO2胶体和粘土矿物则较它们易沉积(戎秋涛等,1989)。而在干冷的气候条件下,化学风化作用比较弱,主要以物理风化作用为主,因此,被分解的硅酸盐矿物就要少些,而一些易溶成分分解进入水体沉积,从而降低SiO2在沉积物中的含量。对现代的土壤研究表明(中国科学院南京土壤研究所,1978),在炎热湿润的气候条件下,砖红壤、红壤中的硅的迁移量均达40%~70%,而温带和寒带的硅迁移量就低些。这说明土壤中的硅迁移量是与气候有关的,换句话说气候影响沉积物中的硅含量。
从上面的分析不难看出,沉积物中SiO2含量变化是受气候影响的。如果不考虑原岩的变化,那么沉积物中SiO2含量越高,指示当时的气候越温暖湿润,而气候越是干冷,其含量就越低。SiO2含量的高低将会影响硅铝率、硅铁率的变化。依据对土壤的研究,该值越高显示越为干冷的气候,反之,气候就越温暖湿润(曹伯勋,1995)。但根据笔者对多个地区沉积物中氧化物的研究,情况比较复杂,对于这个问题将在下面的氧化物含量比值一节中讨论。
笔者从ZK9孔获取了145个样品,分析其SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO和CaCO3(表3-1),并将各种氧化物含量绘制成变化曲线(图3-1)。从图3-1中可以看出,ZK9孔中的几种氧化物含量变化还比较明显,显示了黄河源区的气候波动。
表3-1 ZK9孔氧化物含量 Table3-1 Showing the oxide contents of the ZK9 core
续表
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在ZK9孔中,根据SiO2含量变化特征,大致可划分为3段。第一段为钻孔的底部到第37层,除近底部外,总体上SiO2含量偏低,最高为67.53%,最低为56.24%,平均值为61.09%,且比较稳定,没有较大幅度的波动;第二段从第36层到第19层,与第一段不同,不仅SiO2含量高,平均值达65.90%,而且存在较大幅度的波动,最高值达73.89%,而最低值仅为53.08%,比第一段中的最低值还低,尤其是该段的上部,SiO2含量是整个钻孔最高的层段,其中第21层到第19层最高,最低含量都不低于62%;第三段从第18层到钻孔的顶部,是该钻孔SiO2含量最低的层段,比第一段还要低,平均含量仅有51.69%,最高值也只有62.72%,而最低值为45.84%,尤其从第10层到剖面的顶部,基本上含量都低于51%。这些变化特征在图3-1中可清晰地显示出来。
SiO2含量除了具有3段变化特征外,而在每一段内部还存在着次一级的波动,根据波动特征可划分出若干个阶段(表3-2),并与深海沉积物氧同位素阶段对比(图3-2)。除个别层段外,ZK9孔的SiO2含量与深海沉积物的氧同位素具有良好的对应关系(表3-2,图3-2),基本上是SiO2含量高的层位对应于深海沉积物氧同位素的奇数阶段,而含量低的层位与偶数阶段对比。
图3-1 ZK9孔氧化物含量变化曲线
Fig.3-1 A diagram of the oxide contents of the ZK9 core
表3-2 ZK9孔SiO2氧化物含量阶段划分 Table3-2 Stage subdivision of the oxide contents of the ZK9 core
注:氧化物的阶段划分与深海沉积物氧同位素阶段是对应的,气候阶段的划分也是对应于深海沉积物氧同位素阶段,下同。
在整个钻孔中,有几个层位的SiO2含量是值得讨论的,变化比较大,它们显示了黄河源区的气候变迁。在钻孔的底部,从第48层到第44层,也就是湖泊发展的初期,SiO2的含量比较高(表3-2,图3-1)。这表明在阿涌哇玛错形成的初期,黄河源区的气候比较温暖湿润,这也符合湖泊形成的规律。
从第35层的上部到第36层,SiO2含量比较高,都在65%以上,而且波动不大,这一层可与深海氧同位素的第9阶段对比,表明当时的气候比较温暖。在岩性方面为粘土层,偶含细砾石。在其之上,就出现了含泥的角砾层(第33层),而且SiO2含量也降低了(58.73%),表明气候变得寒冷,对应于深海沉积物氧同位素的第8阶段。
在第32层至第24层之间,SiO2含量的波动很大(表3-1,图3-1),从56.67%到73.89%变化,但总体上比较高,基本上达66.90%。相对来说,下部(第32~27层)的SiO2含量要低一些(64.76%),而上部要高一些(66.90%)。它们分别可以与深海氧同位素的第7阶段对比(图3-2)。
第23层至第22层,是该钻孔SiO2含量比较低的层段(图3-1,表3-2),仅次于钻孔的上部,平均含量为57.92%,最高者也只有62.26%,而且第23层为含泥的角砾层。根据年代学的资料,它可与深海氧同位素的第6阶段对比(图3-2)。
图3-2 ZK9孔氧化物含量曲线与深海沉积物氧同位素和黄土高原黄土-古土壤序列对比
Fig.3-2 Curves of the oxide contents of the ZK9 core correlated to the deep sea δ18O stages and loess-paleosol sequences of the Chinese Loess Plateau
ZK9钻孔SiO2含量最高的层段是第21层到第19层(图3-1,表3-2),平均含量达68.06%,最低者也高于62%,而且整个层段的SiO2含量都比较稳定。该层位可与深海沉积物氧同位素的第5阶段对比(图3-2),气候温暖湿润。
第18层至第17层,开始时SiO2含量低(47.36%),然后存在一个升高的样(62.72%),但该层的上部,样品的SiO2含量都较低(47.78%~45.84%)。该层的平均含量为51.14%(表3-2)。根据年代学的资料,该层段可与深海沉积物氧同位素的第4阶段对比(图3-2)。
在第16层至第3层,SiO2含量有个升高的过程,平均达54.12%(图3-1),可与深海沉积物氧同位素第3阶段的早期对比(图3-2)。不过在该阶段,SiO2含量的波动还是较大,说明气候的不稳定性。
第2层,总体上SiO2含量都比较低,并略有起伏。其中下部对应深海沉积物氧同位素的第2阶段,而顶部可与第1阶段对比。从表3-2不难发现,其SiO2含量比第2阶段低,这可能是由于该层顶部的样品较少所致。
从上面的SiO2含量变化分析可以看出,黄河源区在中更新世到晚更新世的气候经历了冰期和间冰期的变化。比较温暖的时期有第5、7、9、11、17阶段,尤其以第17、9、5阶段最为温暖;而比较寒冷的时期为第2、4、6、12、16阶段,以第2、4、6、16最为寒冷。所以在中更新世的早期和晚期,晚更新世的晚期,黄河源区的气候是比较寒冷的。但这几个时期的降雨量有所不同,这将影响冰川的形成,将在下面讨论。
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