SPI接口的工作原理
max7456随屏显示(osd)发生器具有spi™兼容接口，本应用笔记介绍了spi接口的工作原理，文中还包含在微控制器内逐位模拟spi接口的控制器c程序。
max7456串行接口 max7456单通道单色随屏显示(osd)发生器预装了256个字符和图形，并可通过spi接口在线编程。通过spi兼容串行接口可以设置工作模式、显示存储器以及字符存储器。状态(stat)寄存器、显示存储器数据输出(dmdo)寄存器和字符存储器数据输出(cmdo)寄存器都可读，可以对其进行写操作和读操作。关于max7456寄存器及存储器结构的详细信息请参考数据资料和应用笔记4117，使用max7456存储器和评估板文件生成定制字符和图形。
max7456支持高达10mhz接口时钟(sclk)。图1为写数据时序，图2是从器件读数据的时序。
写寄存器时，拉低/cs可使能串行接口。在sclk的上升沿从sdin读取数据。当/cs变为高电平时，数据锁存到输入寄存器。如果传输过程中/cs变高，程序终止(即数据不写入寄存器)。/cs变低之后，器件等待从sdin读入第一个字节，以确定正在执行的数据传输类型。
读寄存器时，如上文所述，拉低/cs。地址在sclk的上升沿锁入sdin。然后数据在sclk的下降沿从sdout输出。
spi命令长度为16位：最高8位(msb)代表寄存器地址，最低8位(lsb)代表数据(图1和2)。这种格式有两个例外：
自动递增写模式，用于访问显示存储器，是一个8位操作(图3)。写数据前必须写入起始地址。对显示存储器执行自动递增写命令时，8位地址由内部产生，串口只需8位数据，如图3所示。 从显示存储器读字符数据时，若处于16位工作模式，应该是24位(8位地址+16位数据)。 执行读操作时，只需要8位地址，如图2所示。
图1. 写操作
图2. 读操作
图3. 自动递增写操作
c程序 下文给出的c程序已针对maxq2000微控制器进行了编译，用于max7456评估(ev)板。本文给出了完整的程序例程。程序是自述文档，几乎没有附加说明。c程序可从以下文件获得：spi.c和max7456.h。
以下程序使用了spi协议的标准定义，maxq2000处理器为spi主机，max7456是spi从器件。
cs与max7456数据资料中的定义相同。
sdin对应于mosi (主机出从器件入)。
sdout对应于mosi (主机入从器件出)。
sclk对应于ck。
前缀spi_用于全部程序。
数据结构 下文所示数据结构可直接或逐位读写数据，用于独立访问spi端口。c++和一些较新的c编译器支持位字段联合/结构语句)。
/* port 5 output register */ __no_init volatile __io union { unsigned char po5; struct { unsigned char bit0 : 1; unsigned char bit1 : 1; unsigned char bit2 : 1; unsigned char bit3 : 1; unsigned char bit4 : 1; unsigned char bit5 : 1; unsigned char bit6 : 1; unsigned char bit7 : 1; } po5_bit; } 上述代码将一个单字节赋值给po5，这是微控制器输出端口的地址。然后将另一个字节赋值给相同的可以逐位访问的存储器地址。
因此，可用以下命令直接对该端口进行寻址：
po5 = 0x10;
或用以下命令逐位读写：
po5_bit.bit4 = 1;
如果该程序用于其它处理器，该结构需要重新编写。
如果采用不支持位字段宽度的老式c编译器，可用位布尔运算设置及清除位：
/* portable bit-set and bit-clear macros. */ #define bit_set(sfr,bitmask) sfr |= (bitmask) #define bit_clr(sfr,bitmask) sfr &=~ (bitmask) #define bit0 0x01 #define bit1 0x02 #define bit2 0x04 #define bit3 0x08 #define bit4 0x10 #define bit5 0x20 #define bit6 0x40 #define bit7 0x80 example: bit_set(po5,bit0); bit_clr(po5,bit6); 宏 以下是一个简单的编程技巧，使程序更容易移植：用宏定义控制器引脚排列，如下所示。
#define spi_cs po5_bit.bit4 // po5_bit.bit4 = active-low cs—chip select #define spi_mosi po5_bit.bit5 // po5_bit.bit5 = mosi—master out slave in, // data to max7456 #define spi_miso pi5_bit.bit7 // po5_bit.bit7 = miso—master in slave out, // data from max7456 #define spi_ck po5_bit.bit6 // po5_bit.bit6 = sck - spi clock 用以上宏和数据结构可以单独置位及复位每个io口，命令如下：
spi_cs = 1;
改变宏时相应引脚也将改变，将上述代码用于其它设计时，如果spi口引脚排列不同，或为了实现更理想的pcb布局而对引脚进行重新排列，上述程序非常有用。
单字节写操作程序 单字节写操作(图1)程序如下所示。如果可以保证在程序入口处的/cs和ck线状态正确，可以去掉前两条命令。
程序首先发送地址，然后发送数据。进行两次循环。采用单循环及16位数据存储可以简化程序。在maxq2000微控制器中执行16位“int”所占用的时间比执行8位“char”长，因此需进行权衡考虑。
/********************************************* * spiwritereg * * writes to an 8-bit register with the spi port ************************************************************/ void spiwritereg(const unsigned char regaddr, const unsigned char regdata) { unsigned char spicount; // counter used to clock out the data unsigned char spidata; // define a data structure for the spi data spi_cs = 1; // make sure we start with active-low cs high spi_ck = 0; // and ck low spidata = regaddr; // preload the data to be sent with address spi_cs = 0; // set active-low cs low to start the spi cycle // although spidata could be implemented as an int, // resulting in one // loop, the routines run faster when two loops // are implemented with // spidata implemented as two chars. for (spicount = 0; spicount < 8; spicount++) // prepare to clock out the address byte { if (spidata & 0x80) // check for a 1 spi_mosi = 1; // and set the mosi line appropriately else spi_mosi = 0; spi_ck = 1; // toggle the clock line spi_ck = 0; spidata <<= 1; // rotate to get the next bit } // and loop back to send the next bit // repeat for the data byte spidata = regdata; // preload the data to be sent with data for (spicount = 0; spicount < 8; spicount++) { if (spidata & 0x80) spi_mosi = 1; else spi_mosi = 0; spi_ck = 1; spi_ck = 0; spidata <<= 1; } spi_cs = 1; spi_mosi = 0; } 读字节操作程序 读字节操作(图2)程序如下所示，与上述程序类似。首先发送地址，然后发送时钟从miso读回数据。
/********************************************* * spireadreg * * reads an 8-bit register with the spi port. * data is returned. *******************************************************/ unsigned char spireadreg (const unsigned char regaddr) { unsigned char spicount; // counter used to clock out the data unsigned char spidata; spi_cs = 1; // make sure we start with active-low cs high spi_ck = 0; // and ck low spidata = regaddr; // preload the data to be sent with address and data spi_cs = 0; // set active-low cs low to start the spi cycle for (spicount = 0; spicount < 8; spicount++) // prepare to clock out the address and data { if (spidata & 0x80) spi_mosi = 1; else spi_mosi = 0; spi_ck = 1; spi_ck = 0; spidata <<= 1; } // and loop back to send the next bit spi_mosi = 0; // reset the mosi data line spidata = 0; for (spicount = 0; spicount < 8; spicount++) // prepare to clock in the data to be read { spidata <<=1; // rotate the data spi_ck = 1; // raise the clock to clock the data out of the max7456 spidata += spi_miso; // read the data bit spi_ck = 0; // drop the clock ready for the next bit } // and loop back spi_cs = 1; // raise cs return ((unsigned char)spidata); // finally return the read data } 自动递增模式下的写字节操作程序 自动递增模式下的写字节操作(图3)程序如下所示，与和上述单字节写程序类似。首先发送地址，然后发送时钟从miso读回数据。
/*********************************************** * spiwriteregautoincr * * writes to an 8-bit register with the spi port using the max7456's autoincrement mode *************************************************/ void spiwriteregautoincr(const unsigned char regdata) { unsigned char spicount; // counter used to clock out the data unsigned char spidata; // define a data structure for the spi data. spi_cs = 1; // make sure we start with active-low cs high spi_ck = 0; // and ck low spidata = regdata; // preload the data to be sent with address and data spi_cs = 0; // set active-low cs low to start the spi cycle for (spicount = 0; spicount < 8; spicount++) // prepare to clock out the address and data { if (spidata & 0x80) spi_mosi = 1; else spi_mosi = 0; spi_ck = 1; spi_ck = 0; spidata <<= 1; } // and loop back to send the next bit spi_mosi = 0; // reset the mosi data line } 自动递增模式下写显示存储器的程序 自动递增模式下写显示存储器的程序如下，程序使用称为 data的全局变量数组。定义如下：
extern volatile unsigned char data[data_buf_length]; data_buf_length = 968 调用程序时，data[]包含显示存储器内容，格式如下：
data[0] = ignored (contains a command byte used by the ev kit gui software) data[1] = character byte 1 data[2] = attribute byte 1 data[3] = character byte 2 data[4] = attribute byte 2 etc. 自动递增模式通过写0xff结束，所以该模式下不能向显示寄存器写0xff。如果需要写oxff，可以采用单字节写指令。
/************************************************* * spiwritecm * * writes to the display memory (960 bytes) from data extern. * 960 = 16 rows × 30 columns × 2 planes {char vs. attr} screen-position-indexed memory *****************************************************/ void spiwritecm() // on entry: global data[1..960] // contains char+attr bytes // (optionally terminated by 0xff data) // first, write data[1,3,5,...] character plane; // max7456 writereg(0x05,0x41) // character memory address high; // 0x02:attribute bytes; // 0x01:character memory address msb { volatile unsigned int index = 0x0001; // index for lookup into // data[1..960] spiwritereg(dm_addrh_write,0x00); // initialise the display memory high-byte spiwritereg(dm_addrl_write,0x00); // and the low-byte spiwritereg(dm_mode_write ,0x41); // max7456 writereg(0x04,0x41) display memory mode; // 0x40:perform 8-bit operation; 0x01:autoincrement do // loop to write the character data { if (data[index] == 0xff) { // check for the break character break; } // and finish if found spiwriteregautoincr(data[index]); // write the character index += 2; // increment the index to the next character, // skipping over the attribute } while(index < 0x03c1); // 0x03c1 = 961 // and loop back to send the next character spiwriteregautoincr(0xff); // write the escape character to end autoincrement // mode spiwritereg(dm_addrh_write,0x02); // second, write data[2,4,6,...] // attribute plane; max7456 // writereg(0x05,0x41) // character memory address high; // 0x02:attribute bytes; 0x01:character memory address // msb spiwritereg(dm_addrl_write,0x00); spiwritereg(dm_mode_write,0x41); // max7456 writereg(0x04,0x41) character memory // mode; 0x40:perform 8-bit operation; 0x01:auto- // increment index = 0x0002; do { if (data[index] == 0xff) break; spiwriteregautoincr(data[index]); index += 2; } while(index < 0x03c1); spiwriteregautoincr(0xff); } 写字符存储器程序 向字符存储器写一个字符的程序如下，每个字符占用18行，每行12像素，共216像素。由于每个字节定义4个像素，因此定义每一个字符需要54字节。字符数据位于程序入口处的data[] (与上述写显示存储器的程序类似)。
写字符存储器时需要进行一些附加说明，存储器为非易失，因此，写存储器大约需要12ms，由max7456执行。只有完整的54字节字符才可以写入字符存储器。
该器件包含一个54字节映射存储器。首先把需要写入的字符数据写入映射存储器，然后器件将该数据装载到nvm字符存储器。
用来写字符存储器的寄存器有以下几种：
字符存储器模式 = 0x08。向寄存器写0xa0，使器件把映射存储器的内容装载到nvm字符存储器。 字符存储器地址高位 = 0x09。包括了即将写入字符的地址。 字符存储器地址低位 = 0x0a。 字符存储器数据输入 = 0x0b。 status = 0xa0，读取该寄存器以决定何时可以写入字符存储器。 在程序入口处，data[1]包括即将写入字符的地址，data[2...54]包括字符数据。
向nvm字符存储器写字符时，首先写字符地址。然后将每个字节写入映射存储器。写映射存储器时没有自动递增模式，所以每次写操作必须写入映射存储器地址。向字符存储器模式寄存器写0xa0，可以把映射存储器的内容装载到nvm字符存储器。然后器件将状态寄存器第5位置高，表明不能写入字符存储器。完成后，器件将该位复位至低。数据从映射存储器移向字符存储器时不能写映射存储器。
为了避免出现显示器闪烁，在写字符存储器之前程序禁止了osd。
/**************************************** * spiwritefm * * writes to the character memory (54 bytes) from data extern ******************************************/ void spiwritefm() { unsigned char index; spiwritereg(video_mode_0_write,spireadreg (video_mode_0_read) & 0xf7); // clear bit 0x08 to disable the osd display spiwritereg(fm_addrh_write,data[1]); // write the address of the character to be written // max7456 glyph tile definition // length = 0x36 = 54 bytes // max7456 64-byte shadow ram accessed // through fm_data_.. fm_addr.. contains a single // character/glyph-tile shape for(index = 0x00; index < 0x36; index++) { spiwritereg(fm_addrl_write,index); // write the address within the shadow ram spiwritereg(fm_data_in_write,data[index + 2]); // write the data to the shadow ram } spiwritereg(fm_mode_write, 0xa0); // max7456 font memory mode write 0xa0 triggers // copy from 64-byte shadow ram to nv array. while ((spireadreg(status_read) & 0x20) != 0x00); // wait while nv memory status is busy // max7456 0xa0 status bit 0x20: nv memory status // busy/~ready } max7456头文件 下面列出了max7456的头文件，以下代码决定了器件的寄存器映射。
/********************************************** * spiwriteregautoincr * * writes to an 8-bit register with the spi port by using the max7456's autoincrement mode *******************************************/ // max7456 video_mode_0 register #define video_mode_0_write 0x00 #define video_mode_0_read 0x80 #define video_mode_0_40_pal 0x40 #define video_mode_0_20_noautosync 0x20 #define video_mode_0_10_syncint 0x10 #define video_mode_0_08_enosd 0x08 #define video_mode_0_04_updatevsync 0x04 #define video_mode_0_02_reset 0x02 #define video_mode_0_01_envideo 0x01 // video mode 0 bitmap #define ntsc 0x00 #define pal 0x40 #define auto_sync 0x00 #define ext_sync 0x20 #define int_sync 0x30 #define osd_en 0x08 #define vert_sync_imm 0x00 #define vert_sync_vsync 0x04 #define sw_reset 0x02 #define buf_en 0x00 #define buf_di 0x01 // max7456 video_mode_1 register #define video_mode_1_write 0x01 #define video_mode_1_read 0x81 // max7456 dm_mode register #define dm_mode_write 0x04 #define dm_mode_read 0x84 // max7456 dm_addrh register #define dm_addrh_write 0x05 #define dm_addrh_read 0x85 // max7456 dm_addrl register #define dm_addrl_write 0x06 #define dm_addrl_read 0x87 // max7456 dm_code_in register #define dm_code_in_write 0x07 #define dm_code_in_read 0x87 // max7456 dm_code_out register #define dm_code_out_read 0xb0 // max7456 fm_mode register #define fm_mode_write 0x08 #define fm_mode_read 0x88 // max7456 fm_addrh register #define fm_addrh_write 0x09 #define fm_addrh_read 0x89 // max7456 fm_addrl register #define fm_addrl_write 0x0a #define fm_addrl_read 0x8a // max7456 fm_data_in register #define fm_data_in_write 0x0b #define fm_data_in_read 0x8b // max7456 fm_data_out register #define fm_data_out_read 0xc0 // max7456 status register #define status_read 0xa0 #define status_40_reset_busy 0x40 #define status_20_nvram_busy 0x20 #define status_04_loss_of_sync 0x04 #define status_02_pal_detected 0x02 #define status_01_ntsc_detected 0x01 // max7456 requires clearing osd black level // register bit 0x10 after reset #define osdbl_wr 0x6c #define osdbl_rd 0xec #define osdbl_10_disableautoblacklevel 0x10 结论和性能 max7456评估板采用工作在20mhz时钟的maxq2000微控制器，该微控制器包含内部硬件spi控制器。因此，max7456的spi端口可以全速工作。上述软件spi程序工作速度低于硬件控制器。不过针对客户缺少硬件spi端口的工作环境，程序已优化至最简。
spi是motorola, inc.的商标。
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max7456串行接口 max7456单通道单色随屏显示(osd)发生器预装了256个字符和图形，并可通过spi接口在线编程。通过spi兼容串行接口可以设置工作模式、显示存储器以及字符存储器。状态(stat)寄存器、显示存储器数据输出(dmdo)寄存器和字符存储器数据输出(cmdo)寄存器都可读，可以对其进行写操作和读操作。关于max7456寄存器及存储器结构的详细信息请参考数据资料和应用笔记4117，使用max7456存储器和评估板文件生成定制字符和图形。
max7456支持高达10mhz接口时钟(sclk)。图1为写数据时序，图2是从器件读数据的时序。
写寄存器时，拉低/cs可使能串行接口。在sclk的上升沿从sdin读取数据。当/cs变为高电平时，数据锁存到输入寄存器。如果传输过程中/cs变高，程序终止(即数据不写入寄存器)。/cs变低之后，器件等待从sdin读入第一个字节，以确定正在执行的数据传输类型。
读寄存器时，如上文所述，拉低/cs。地址在sclk的上升沿锁入sdin。然后数据在sclk的下降沿从sdout输出。
spi命令长度为16位：最高8位(msb)代表寄存器地址，最低8位(lsb)代表数据(图1和2)。这种格式有两个例外：
自动递增写模式，用于访问显示存储器，是一个8位操作(图3)。写数据前必须写入起始地址。对显示存储器执行自动递增写命令时，8位地址由内部产生，串口只需8位数据，如图3所示。 从显示存储器读字符数据时，若处于16位工作模式，应该是24位(8位地址+16位数据)。 执行读操作时，只需要8位地址，如图2所示。
图1. 写操作
图2. 读操作
图3. 自动递增写操作
c程序 下文给出的c程序已针对maxq2000微控制器进行了编译，用于max7456评估(ev)板。本文给出了完整的程序例程。程序是自述文档，几乎没有附加说明。c程序可从以下文件获得：spi.c和max7456.h。
以下程序使用了spi协议的标准定义，maxq2000处理器为spi主机，max7456是spi从器件。
cs与max7456数据资料中的定义相同。
sdin对应于mosi (主机出从器件入)。
sdout对应于mosi (主机入从器件出)。
sclk对应于ck。
前缀spi_用于全部程序。
数据结构 下文所示数据结构可直接或逐位读写数据，用于独立访问spi端口。c++和一些较新的c编译器支持位字段联合/结构语句)。
/* port 5 output register */ __no_init volatile __io union { unsigned char po5; struct { unsigned char bit0 : 1; unsigned char bit1 : 1; unsigned char bit2 : 1; unsigned char bit3 : 1; unsigned char bit4 : 1; unsigned char bit5 : 1; unsigned char bit6 : 1; unsigned char bit7 : 1; } po5_bit; } 上述代码将一个单字节赋值给po5，这是微控制器输出端口的地址。然后将另一个字节赋值给相同的可以逐位访问的存储器地址。
因此，可用以下命令直接对该端口进行寻址：
po5 = 0x10;
或用以下命令逐位读写：
po5_bit.bit4 = 1;
如果该程序用于其它处理器，该结构需要重新编写。
如果采用不支持位字段宽度的老式c编译器，可用位布尔运算设置及清除位：
/* portable bit-set and bit-clear macros. */ #define bit_set(sfr,bitmask) sfr |= (bitmask) #define bit_clr(sfr,bitmask) sfr &=~ (bitmask) #define bit0 0x01 #define bit1 0x02 #define bit2 0x04 #define bit3 0x08 #define bit4 0x10 #define bit5 0x20 #define bit6 0x40 #define bit7 0x80 example: bit_set(po5,bit0); bit_clr(po5,bit6); 宏 以下是一个简单的编程技巧，使程序更容易移植：用宏定义控制器引脚排列，如下所示。
#define spi_cs po5_bit.bit4 // po5_bit.bit4 = active-low cs—chip select #define spi_mosi po5_bit.bit5 // po5_bit.bit5 = mosi—master out slave in, // data to max7456 #define spi_miso pi5_bit.bit7 // po5_bit.bit7 = miso—master in slave out, // data from max7456 #define spi_ck po5_bit.bit6 // po5_bit.bit6 = sck - spi clock 用以上宏和数据结构可以单独置位及复位每个io口，命令如下：
spi_cs = 1;
改变宏时相应引脚也将改变，将上述代码用于其它设计时，如果spi口引脚排列不同，或为了实现更理想的pcb布局而对引脚进行重新排列，上述程序非常有用。
单字节写操作程序 单字节写操作(图1)程序如下所示。如果可以保证在程序入口处的/cs和ck线状态正确，可以去掉前两条命令。
程序首先发送地址，然后发送数据。进行两次循环。采用单循环及16位数据存储可以简化程序。在maxq2000微控制器中执行16位“int”所占用的时间比执行8位“char”长，因此需进行权衡考虑。
/********************************************* * spiwritereg * * writes to an 8-bit register with the spi port ************************************************************/ void spiwritereg(const unsigned char regaddr, const unsigned char regdata) { unsigned char spicount; // counter used to clock out the data unsigned char spidata; // define a data structure for the spi data spi_cs = 1; // make sure we start with active-low cs high spi_ck = 0; // and ck low spidata = regaddr; // preload the data to be sent with address spi_cs = 0; // set active-low cs low to start the spi cycle // although spidata could be implemented as an int, // resulting in one // loop, the routines run faster when two loops // are implemented with // spidata implemented as two chars. for (spicount = 0; spicount < 8; spicount++) // prepare to clock out the address byte { if (spidata & 0x80) // check for a 1 spi_mosi = 1; // and set the mosi line appropriately else spi_mosi = 0; spi_ck = 1; // toggle the clock line spi_ck = 0; spidata <<= 1; // rotate to get the next bit } // and loop back to send the next bit // repeat for the data byte spidata = regdata; // preload the data to be sent with data for (spicount = 0; spicount < 8; spicount++) { if (spidata & 0x80) spi_mosi = 1; else spi_mosi = 0; spi_ck = 1; spi_ck = 0; spidata <<= 1; } spi_cs = 1; spi_mosi = 0; } 读字节操作程序 读字节操作(图2)程序如下所示，与上述程序类似。首先发送地址，然后发送时钟从miso读回数据。
/********************************************* * spireadreg * * reads an 8-bit register with the spi port. * data is returned. *******************************************************/ unsigned char spireadreg (const unsigned char regaddr) { unsigned char spicount; // counter used to clock out the data unsigned char spidata; spi_cs = 1; // make sure we start with active-low cs high spi_ck = 0; // and ck low spidata = regaddr; // preload the data to be sent with address and data spi_cs = 0; // set active-low cs low to start the spi cycle for (spicount = 0; spicount < 8; spicount++) // prepare to clock out the address and data { if (spidata & 0x80) spi_mosi = 1; else spi_mosi = 0; spi_ck = 1; spi_ck = 0; spidata <<= 1; } // and loop back to send the next bit spi_mosi = 0; // reset the mosi data line spidata = 0; for (spicount = 0; spicount < 8; spicount++) // prepare to clock in the data to be read { spidata <<=1; // rotate the data spi_ck = 1; // raise the clock to clock the data out of the max7456 spidata += spi_miso; // read the data bit spi_ck = 0; // drop the clock ready for the next bit } // and loop back spi_cs = 1; // raise cs return ((unsigned char)spidata); // finally return the read data } 自动递增模式下的写字节操作程序 自动递增模式下的写字节操作(图3)程序如下所示，与和上述单字节写程序类似。首先发送地址，然后发送时钟从miso读回数据。
/*********************************************** * spiwriteregautoincr * * writes to an 8-bit register with the spi port using the max7456's autoincrement mode *************************************************/ void spiwriteregautoincr(const unsigned char regdata) { unsigned char spicount; // counter used to clock out the data unsigned char spidata; // define a data structure for the spi data. spi_cs = 1; // make sure we start with active-low cs high spi_ck = 0; // and ck low spidata = regdata; // preload the data to be sent with address and data spi_cs = 0; // set active-low cs low to start the spi cycle for (spicount = 0; spicount < 8; spicount++) // prepare to clock out the address and data { if (spidata & 0x80) spi_mosi = 1; else spi_mosi = 0; spi_ck = 1; spi_ck = 0; spidata <<= 1; } // and loop back to send the next bit spi_mosi = 0; // reset the mosi data line } 自动递增模式下写显示存储器的程序 自动递增模式下写显示存储器的程序如下，程序使用称为 data的全局变量数组。定义如下：
extern volatile unsigned char data[data_buf_length]; data_buf_length = 968 调用程序时，data[]包含显示存储器内容，格式如下：
data[0] = ignored (contains a command byte used by the ev kit gui software) data[1] = character byte 1 data[2] = attribute byte 1 data[3] = character byte 2 data[4] = attribute byte 2 etc. 自动递增模式通过写0xff结束，所以该模式下不能向显示寄存器写0xff。如果需要写oxff，可以采用单字节写指令。
/************************************************* * spiwritecm * * writes to the display memory (960 bytes) from data extern. * 960 = 16 rows × 30 columns × 2 planes {char vs. attr} screen-position-indexed memory *****************************************************/ void spiwritecm() // on entry: global data[1..960] // contains char+attr bytes // (optionally terminated by 0xff data) // first, write data[1,3,5,...] character plane; // max7456 writereg(0x05,0x41) // character memory address high; // 0x02:attribute bytes; // 0x01:character memory address msb { volatile unsigned int index = 0x0001; // index for lookup into // data[1..960] spiwritereg(dm_addrh_write,0x00); // initialise the display memory high-byte spiwritereg(dm_addrl_write,0x00); // and the low-byte spiwritereg(dm_mode_write ,0x41); // max7456 writereg(0x04,0x41) display memory mode; // 0x40:perform 8-bit operation; 0x01:autoincrement do // loop to write the character data { if (data[index] == 0xff) { // check for the break character break; } // and finish if found spiwriteregautoincr(data[index]); // write the character index += 2; // increment the index to the next character, // skipping over the attribute } while(index < 0x03c1); // 0x03c1 = 961 // and loop back to send the next character spiwriteregautoincr(0xff); // write the escape character to end autoincrement // mode spiwritereg(dm_addrh_write,0x02); // second, write data[2,4,6,...] // attribute plane; max7456 // writereg(0x05,0x41) // character memory address high; // 0x02:attribute bytes; 0x01:character memory address // msb spiwritereg(dm_addrl_write,0x00); spiwritereg(dm_mode_write,0x41); // max7456 writereg(0x04,0x41) character memory // mode; 0x40:perform 8-bit operation; 0x01:auto- // increment index = 0x0002; do { if (data[index] == 0xff) break; spiwriteregautoincr(data[index]); index += 2; } while(index < 0x03c1); spiwriteregautoincr(0xff); } 写字符存储器程序 向字符存储器写一个字符的程序如下，每个字符占用18行，每行12像素，共216像素。由于每个字节定义4个像素，因此定义每一个字符需要54字节。字符数据位于程序入口处的data[] (与上述写显示存储器的程序类似)。
写字符存储器时需要进行一些附加说明，存储器为非易失，因此，写存储器大约需要12ms，由max7456执行。只有完整的54字节字符才可以写入字符存储器。
该器件包含一个54字节映射存储器。首先把需要写入的字符数据写入映射存储器，然后器件将该数据装载到nvm字符存储器。
用来写字符存储器的寄存器有以下几种：
字符存储器模式 = 0x08。向寄存器写0xa0，使器件把映射存储器的内容装载到nvm字符存储器。 字符存储器地址高位 = 0x09。包括了即将写入字符的地址。 字符存储器地址低位 = 0x0a。 字符存储器数据输入 = 0x0b。 status = 0xa0，读取该寄存器以决定何时可以写入字符存储器。 在程序入口处，data[1]包括即将写入字符的地址，data[2...54]包括字符数据。
向nvm字符存储器写字符时，首先写字符地址。然后将每个字节写入映射存储器。写映射存储器时没有自动递增模式，所以每次写操作必须写入映射存储器地址。向字符存储器模式寄存器写0xa0，可以把映射存储器的内容装载到nvm字符存储器。然后器件将状态寄存器第5位置高，表明不能写入字符存储器。完成后，器件将该位复位至低。数据从映射存储器移向字符存储器时不能写映射存储器。
为了避免出现显示器闪烁，在写字符存储器之前程序禁止了osd。
/**************************************** * spiwritefm * * writes to the character memory (54 bytes) from data extern ******************************************/ void spiwritefm() { unsigned char index; spiwritereg(video_mode_0_write,spireadreg (video_mode_0_read) & 0xf7); // clear bit 0x08 to disable the osd display spiwritereg(fm_addrh_write,data[1]); // write the address of the character to be written // max7456 glyph tile definition // length = 0x36 = 54 bytes // max7456 64-byte shadow ram accessed // through fm_data_.. fm_addr.. contains a single // character/glyph-tile shape for(index = 0x00; index < 0x36; index++) { spiwritereg(fm_addrl_write,index); // write the address within the shadow ram spiwritereg(fm_data_in_write,data[index + 2]); // write the data to the shadow ram } spiwritereg(fm_mode_write, 0xa0); // max7456 font memory mode write 0xa0 triggers // copy from 64-byte shadow ram to nv array. while ((spireadreg(status_read) & 0x20) != 0x00); // wait while nv memory status is busy // max7456 0xa0 status bit 0x20: nv memory status // busy/~ready } max7456头文件 下面列出了max7456的头文件，以下代码决定了器件的寄存器映射。
/********************************************** * spiwriteregautoincr * * writes to an 8-bit register with the spi port by using the max7456's autoincrement mode *******************************************/ // max7456 video_mode_0 register #define video_mode_0_write 0x00 #define video_mode_0_read 0x80 #define video_mode_0_40_pal 0x40 #define video_mode_0_20_noautosync 0x20 #define video_mode_0_10_syncint 0x10 #define video_mode_0_08_enosd 0x08 #define video_mode_0_04_updatevsync 0x04 #define video_mode_0_02_reset 0x02 #define video_mode_0_01_envideo 0x01 // video mode 0 bitmap #define ntsc 0x00 #define pal 0x40 #define auto_sync 0x00 #define ext_sync 0x20 #define int_sync 0x30 #define osd_en 0x08 #define vert_sync_imm 0x00 #define vert_sync_vsync 0x04 #define sw_reset 0x02 #define buf_en 0x00 #define buf_di 0x01 // max7456 video_mode_1 register #define video_mode_1_write 0x01 #define video_mode_1_read 0x81 // max7456 dm_mode register #define dm_mode_write 0x04 #define dm_mode_read 0x84 // max7456 dm_addrh register #define dm_addrh_write 0x05 #define dm_addrh_read 0x85 // max7456 dm_addrl register #define dm_addrl_write 0x06 #define dm_addrl_read 0x87 // max7456 dm_code_in register #define dm_code_in_write 0x07 #define dm_code_in_read 0x87 // max7456 dm_code_out register #define dm_code_out_read 0xb0 // max7456 fm_mode register #define fm_mode_write 0x08 #define fm_mode_read 0x88 // max7456 fm_addrh register #define fm_addrh_write 0x09 #define fm_addrh_read 0x89 // max7456 fm_addrl register #define fm_addrl_write 0x0a #define fm_addrl_read 0x8a // max7456 fm_data_in register #define fm_data_in_write 0x0b #define fm_data_in_read 0x8b // max7456 fm_data_out register #define fm_data_out_read 0xc0 // max7456 status register #define status_read 0xa0 #define status_40_reset_busy 0x40 #define status_20_nvram_busy 0x20 #define status_04_loss_of_sync 0x04 #define status_02_pal_detected 0x02 #define status_01_ntsc_detected 0x01 // max7456 requires clearing osd black level // register bit 0x10 after reset #define osdbl_wr 0x6c #define osdbl_rd 0xec #define osdbl_10_disableautoblacklevel 0x10 结论和性能 max7456评估板采用工作在20mhz时钟的maxq2000微控制器，该微控制器包含内部硬件spi控制器。因此，max7456的spi端口可以全速工作。上述软件spi程序工作速度低于硬件控制器。不过针对客户缺少硬件spi端口的工作环境，程序已优化至最简。
spi是motorola, inc.的商标。
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