【经验】EFM32系列USART-SPI模块应用

时间： 2019-03-13 来源：Silicon Labs

技术问答

USART 为EFM32 系列的片上串行通信模块，其具备独立的发送、接收两级缓存，提供回环模式，在该功能下USART 模块内部的接收器输入与 TX 引脚相连，可以方便的实现串口通信调试。USART支持的通信协议包括图1所示的几种类型，图2展示了USART的框架结构。

图1 USART支持的数据通信协议

图2 USART框架结构示意

与通用型的MCU SPI协议类似，EFM32 系列使用4线通信，时钟线（CLK），数据输入和输出线（MISO和MOSI）以片选线（CS或者SS），图3为典型的SPI连接图，图4为时序图描述。Silicon提供了EFM32系列的开发套件，提供了SPI的数据通信示例，演示了主、从机的数据通信流程。实际使用中可以根据器件特点可以灵活的选择变种SPI协议，多线制连接方式等。

图3 典型SPI连接图

图4 SPI时序图

通常USART模块中包含两个发送中断标志位：TXC 与TXBL，在缓冲和移位寄存器都为空时TXC会相应的置位，在此情况下，中断会在数据全部发送完毕时触发。TXBL 标志位的置位则是依据 CTRL 寄存器中的TXBIL 位而决定，根据相应的设置，数据发送中断会相应的产生在数据发送每一帧结束或者是所有帧都发送完成时。SPI数据线（ MOSI 与MISO ）的数据采集是在每个有效时钟边沿建立，CLKPHA 和 CLKPOL一起决定了其建立顺序。

在部分应用环境比较恶劣的场所，如强电、磁干扰环境， SPI总线节点多会受干扰而无法正常工作，此种情况下就需要对SPI总线进行电气隔离。通常隔离可选单路的光耦来实现，但更理想的隔离措施可选Silicon的多路集成隔离芯片，如 Silicon的数字隔离芯片Si8641，其为容耦型隔离，提供的四路信号通道为3发1收，隔离方案采取RF射频信号，同时加以更为优异的脉冲编码方案，可提供更好的隔离抗干扰能力，另外其数据传输速率最高可达150Mbps。

上述图1提到了，EFM32 系列片上USART模块支持ISO7816协议的智能卡（T0 模式）。ISO7816为一种接触式读卡协议，目前市场上普遍存在的PSAM、SAM、手机SIM卡基本均是按照该协议制定。ISO7816协议规定了CLK的时钟范围为1Mhz-5Mhz，CLK时钟由读卡设备决定， DATA的位持续时间则是由CLK与卡介质共同决定。

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