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マイコンとEEPROMを接続する方法を教えて：Q&Aで学ぶマイコン講座（11）（3/3 ページ）

» 2015年02月16日 09時00分公開

SPIの場合

　SPIはモトローラ（現フリースケール・セミコンダクタ）が提唱した通信規格です。物理的な動作はクロック同期式シリアル通信と同じです。4つの信号、クロック（SCLK）、マスター出力／スレーブ入力（MOSI）、マスター入力／スレーブ出力（MISO）、スレーブセレクト（SS）で通信を行います。SCKは同期クロックでマスターデバイスから出力されます。MOSIとMISOはSCKに同期したデータ信号です。SS信号はスレーブ認識信号です。マスターの場合はLowを出力し、スレーブは入力で受けて、Lowの場合に自分が選択されたと認識します。いわゆるチップセレクト（CS）のような信号です。

　SPIの通信プロトコルは基本的にモトローラのSPIに準拠していますが、各マイコンで使い方が若干異なります。ここでも、STM8Lを使って、SPI機能を説明します（図6/図7）。

図6 STM8LシリーズのSPIの通信フォーマット（クリックで拡大）

図7 STM8LシリーズのSPIのブロック図（クリックで拡大）

　クロックの位相とデータをラッチするタイミングは、クロック極性（CPOL）とクロック位相（CPHA）の2つのパラメータで指定できます（図6）。内部にデータシフトレジスタを持っていて、このデータを1ビットずつシフトして出力または入力します。送信データはTXバッファへ格納します。受信データはRXバッファに格納されます。CPUはRXバッファとTXバッファを介してデータの送受信を行います。

　転送速度はSCKの周波数によって決まります。ボーレート発生器を持っているため、ユーザーが任意の値に設定することができます。最大周波数はSTM8Lの場合8MHzですが、各製品で仕様が異なりますので、各製品のデータシートを参照してください。

　基本的にはクロック同期式シリアル通信と同じため、I²Cのような転送シーケンスは必要ありません。1クロックにつき1ビットのデータを送りながら1バイトを送信します。

　ユーザーは同期式シリアルと同じ動作で、各EEPROMで規定されたアドレス、データ、オペコード（書き込みイネーブル/ディセーブル、レジスタの読み出し/書き込み、データの読み出し/書き込みなど）を通信します。

参考情報

　実際のEEPROMとマイコンの接続方法を知りたい場合は、次の情報を参考にしてください。

M24LR-DISCOVERY：EEPROM（M24LR）とマイコン（STM8L）が4.5cm×9.0cmのプリント板に実装され、実際にEEPROMとマイコンの通信をI²Cで行うことができます。回路図やソフトウェアの詳細情報はこちらのWebページから無料でダウンロードできます。
アプリケーションノートAN2014（PDFファイル）：STマイクロエレクトロニクスのEEPROMと一般的なマイコンとの接続方法の説明書です。I²CとSPIとマイクロワイヤの接続方法の説明が詳しく記載されています。