atmega128과 74HC595 SPI 연결

74HC595: 8-bit serial-in, serial or parallel-out shift register with output latches; 3-state

이 595를 아두이노의 gpio와 인터페이스하는 코드는,

//
//    8 LEDs control
//
//        each LED is connected to 74HC595's output
//

// Pin connected to ST_CP of 74HC595
int latchPin = 12;
// Pin connected to SH_CP of 74HC595
int clockPin = 13;
// Pin connected to DS of 74HC595
int dataPin = 11;


void LED_out(uint8_t value)
{
	digitalWrite(latchPin, LOW);
	shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, value);
	digitalWrite(latchPin, HIGH);
}


void setup()
{
	// set pins to output so you can control the shift register
	pinMode(latchPin, OUTPUT);
	pinMode(clockPin, OUTPUT);
	pinMode(dataPin, OUTPUT);
}


void loop()
{
	unsigned char value = 0x80;

	while (1) {

		for (value = 0x01; value < 0x80; value <<= 1) {
			LED_out(value);
			delay(500);
		}

		for (value = 0x80; value != 0x00; value >>= 1) {
			LED_out(value);
			delay(500);
		}

		LED_out(0xff);
		delay(1000);

		LED_out(0x00);
		delay(1000);

		LED_out(0xff);
		delay(1000);

		LED_out(0x00);
		delay(1000);
	}
}

코드를 보면 연결은 쉽게 추측할 수 있다.

Q0 ~ Q7까지가 출력으로 LED의 anode에 직접 연결했다.

이때의 출력 파형은,

595의 SHCP (clock)과 DS (data)

SHCP와 STCP

 

ATmega128의 SPI와 74HC595의 연결

atmega128의 신호는

PB0 (pin#10) 는 nSS로, GPIO로 제어. SPI 슬레이브로 128을 설정할 때는 자동으로 PB0는 SPI의 nSS, input으로 셋팅되지만, master일 때는 따로 구동을 해줘야 한다. chip select라 생각하면 된다. 595의 STCP(#12)와 연결한다.

PB1 (pin#11) 은 SCK로, master 설정시 SPI SCK output으로, slave 설정시 SCK input으로 셋팅된다. 595의 SHCP (#11)와 연결한다.

PB2 (pin#12) 는 MOSI 로, master 설정시 output으로, slave 설정시 input으로 셋팅된다. 595의 DS(#14)에 연결한다.

595의 nOE 은 GND에, nMR은 Vcc에 연결한다. Q0 ~ Q7은 출력.

595는 SHCP (SCK) 의 rising edge에서 data (MOSI, DS)가 샘플되므로 (shift), 128의 레지스터 SPCR 의 CPOL 과 CPHA 를 '0' (default) 로 설정한다.

/*
 * spi_74595.c
 *
 * Created: 2014-04-21 오후 9:11:36
 *  Author: Don Quixote
 */ 
#define F_CPU	16000000UL


#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

#define DD_SS		0	// PB0
#define DD_SCK		1	// PB1, output when SPI master
#define DD_MOSI		2	// PB2, output when SPI master



void SPI_MasterInit(void)
{
	/* Set MOSI and SCK output, all others input */
	DDRB = (1<<DD_MOSI)|(1<<DD_SCK)|(1<<DD_SS);

	/* set nSS to high (normal) */
	PORTB |= 0x1;

	/* set SPI2X: Double SPI Speed Bit */
	SPSR |= 0x01;

	/* Enable SPI, Master, set clock rate fck/16 */
	SPCR = (1<<SPE)|(1<<MSTR);				// fosc / 2
//	SPCR = (1<<SPE)|(1<<MSTR)|(1<<SPR1)|(1<<SPR0);		// fosc / 64

}


void SPI_MasterTransmit(uint8_t cData)
{
	/* set nSS to low (select SPI slave) */
	PORTB &= 0xfe;

	/* Start transmission */
	SPDR = cData;

	/* Wait for transmission complete */
	while(!(SPSR & (1<<SPIF)))
	;

	/* set nSS to high */
	PORTB |= 0x01;
}



int main(void)
{
	uint8_t ch;


	SPI_MasterInit();


	while(1) {
		for(ch = 0x01; ch != 0; ch <<= 1) {
			SPI_MasterTransmit(ch);
			_delay_ms(50);
		}

		for(ch = 0x80; ch != 0; ch >>= 1) {
			SPI_MasterTransmit(ch);
			_delay_ms(50);
		}

	}

}

출력파형.

SCK를 fosc / 64 로 설정했을 때.

fosc / 2 로 설정했을 때.