基于MCU与CPLD的一主多从SPI通信系统设计

摘要：本文介绍了一种基于MCU与CPLD间的一主多从的SPI通信系统硬件设计与应用。介绍了基于STM32F0XX与CPLD主从SPI通讯控制在棉袜机电子选针器驱动电路当中的应用。采用STM32F0XX与CPLD主从SPI通讯模式后，通过单一MCU控制2个从端CPLD器件，就能达到控制6~8个电子选针器。采用SPI总线的高速通讯速率就完全避免了时序不同步，动作指令实时输出，完全满足高速编织要求。使用STM32F0XX MCU内部的SPI模块作为主端，多从端采用CPLD模块Verilog硬件描述语言编写出SPI的从机模块，形成了结构简单而功能全面的MCU+CPLD结构，实现了数据的高速通信与转换。

关键词：SPI；MCU；CPLD；Verilog

目录

摘要I

引言3

第1章 绪论5

1.1 Cortex-M0处理器（STM32F0XX）简介5

1.2 CPLD（MachX02）简介5

第2章 SPI总线简介以及工作原理6

2.1 SPI（Serial Peripheral Interface）总线简介6

2.2 SPI（Serial Peripheral Interface）总线与其他总线的区别7

2.3 SPI（Serial Peripheral Interface）总线的结构7

2.4 SPI（Serial Peripheral Interface）总线的工作原理7

2.5 SPI（Serial Peripheral Interface）总线数据传输时序图8

第3章 基于STM32F0XX与CPLD主从SPI通讯控制在棉袜机电子选针器驱动电路当中的应用9

3.1 项目简介9

3.2 项目设计原理图9

3.3 MCU的软件设计11

3.3.1 配置相关引脚的复用功能，使能SPI的时钟11

3.3.2 初始化SPI，设置SPI的工作模式11

3.3.3 SPI（serial peripheral interface）传输数据12

3.4 CPLD的软件设计12

3.4.1 设置系统的时钟12

3.4.2 SPI（serial peripheral interface）数据接收模块和译码模块12

3.4.3 SPI（serial peripheral interface）数据发送模块13

第4章 仿真与验证14

第5章 结论15

参考文献16

致谢18