摘 要文章是经过对四种工作模式比较来开始进行关于SPI总线接口原理，对总线的工作时序进行主要分析，紧接着提出了一个新方法，利用一个键来描述语言实现总线通信协议，最终采取Quartus开发环境把它总结了一下，然后在FPGA上实施硬件实现以及验证。结果证明这个设计是对的。到目前为止来说在EDA的接口中是有很多的标准的，有一部分的接口协议它是有着速度慢、协议复杂等一些缺陷的。SPI总线却能够很好的满足这些要求，能够很好的克服这些缺点。经过采取Lattice名下的FPGA芯片还有这个公司名下的工程开发软件，主要就是在线逻辑分析仪这个东西，这个东西完成了在FPGA基础上的SPI接口的相互连接。这个东西把FPGA的灵活性还有SPI的易用性相互结合了起来，然后就完成了FLASH的存取这个性能。这个时候也对同类型的接口芯片的应用提供了一个参考，再来就是为工程设计的发展提供了有效的帮助。
目 录
第一章 绪论 1
1.1概况 1
1.2研究的意义 1
1.3要做的工作任务 2
第二章 系统设计 3
2.1系统实现方案 3
2.2系统框图 3
2.3系统设计原理 4
2.4系统整体流程 4
第三章 SPI协议及工作原理 6
3.1 SPI的应用 6
3.2 SPI的工作模式 6
3.2.1 S3C2440 7
3.3 通信引脚 8
3.3.1 CPOL、CPHA 8
3.4 本章小结 9
第四章 硬件设计 10
4.1 FPGA的介绍 10
4.2 FPGA的优势 10
4.3 FPGA典型应用 11
第五章 软件设计 12
5.1软件设计思路 12
5.2总线设计 12
5.3 SPI设计 13
第六章 仿真调试 14
6.1仿真 14
6.2硬件调试 15
6.3软件调试 15
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18< *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
br /> 附 录 19
附录A 代码 19
附录B 电路板 27
第一章 绪论
SPI接口总线它是一个同步串行的外设的这样一个总线接口，这个总线它是可以让主机和外围设备通信。和其他的接口相比较的话它的特点是：它的信号线要比别的接口少而且它的协议也相对来说更容易些并且它的传输速率也很快。FPGA有很多的特点比如设计周期短啊，能够反复编程啊，灵活性好啊等特点。
因为串行他的传输速率是很大的而且它的线路连接相对来讲也是很容易的，所以串行接口已经变成了目前市场上的传输接口的一个发展方向了。在这个时候能够具备包含SPI接口的FLASH芯片硬件功能的连接就变得很方便了，只要采取FPGA编程就能够很方便又很快速的完成了FLASH的存取性能了。
1.1概况
外围设备和主机CPU之间老是速度不能够相互匹配，这个让人很烦恼，而且它也影响到了计算机的迅速发展，已经变成了系统基本I/O的难过的问题了。便随着计算机它的能力还有存储规模的快速的增长，这个问题也就变得比以前突出了。为了解决这个问题，大家采用了各种各样的软件硬件的办法，不停地改善着CPU和I/O设备之间的接口性能的问题。
到目前为止，嵌入式的系统它已经非常广泛的被用在了通信类的还有消费类的电子产品还有别的很多的领域。但是，在很多的应用中，处理器的接口这个问题它还是制约着系统性能的一个无可奈何的问题。一般来说大家是根据系统所需要的成本还有它的功能进行选择，选择相对最为合适的东西，这个有可能会引起接口标准之间的冲突还有引起互用性的问题；也许设计者会想要重新选择和接口相互兼容的标准性的器件，可是如果真的这样做的话，那么就很有可能会造成无法满足功能的需要或者是系统的成本的要求以及其他的一些问题。
在过去的这几年间为了消除IC、电路板和系统之间数据传输的这个难题，接口的标准一直有很多，这个也为通信系统器件提供了很多的接口技术种类。这个样子的话在数字系统的设计中解决掉接口还有互用性的问题就变得非常的重要，FPGA技术的迅速发展就很好的解决了接口不可以兼容的问题。
1.2研究的意义
SPI总线接口是一种同步串行通讯的方法，它是一种三线同步的总线，它是非常常用的一个标准接口，因为他的使用既方便又容易而且这个也很节省系统的资源，再来这个接口是可以被很多的芯片支持的，SPI接口用在EEPROM,FLASH,实时时钟，AD转换器上的比较多，还有的话就像是数字信号处理器和数字信号解码器之间等等。串口通信当然也是有别的一些接口办法，SPI接口跟UART相比较的话，多了一个同步时钟线，这个在通信双方的时序要求不严格的情况下不同设备之间的话是能够非常简单的相互结合的，并且它的通信的速度是非常的快的。 一般而言的话是放在产品内部的元器件之间的高速数据通信上使用的，打个比方就像是大容量存储器等等。这个的话就体现了SPI它的优点了。为了这个，研究SPI就可以更加的简单的去了解外围器件它的整个传输过程，并改进一下它已经定义的东西，这样的话让它变得更加可靠，功能变得更加强化。
1.3要做的工作任务
这个课题是要实现基于FPGA的数字示波器设计，而且还要对程序进行设计编写，到最后能够实现功能的仿真。主要就这三点的要求：
1.我们先设计总体方案，在这个里面就包括硬件软件设计方案还有其他的。
2.使用FPGA设计SPI接口功能。
3.使用FPGA来实现SPI接口。
本设计要先学习一定的相关专业的基础知识，在了解SPI和FPGA以及国内外研究现状的基础上，能够完成基于FPGA的SPI接口设计与实现和软件编程，并得出相关结论。
第二章 系统设计
2.1系统实现方案
通过采用FPGA去实现SPI总线接口是一个相对很复杂的系统而且是一个相对很大的系统如果没有科学的设计方法就很难保证这个系统不出现错误，而且很难能够有一个清晰的思路去完成这个方案。这个方案采取了状态机进行了设计，这个课题的研究主要是采用了理论分析、逻辑推理还有试验调试等等一系列的方法。

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