Uso de la comunicación SPI en el ARDUINO

El uso del SPI en Arduino , es relativamente sencillo. Vamos a realizar el código que nos permita enviar dos bytes uno con 0x33 y el otro con 0xF0. También veremos como configurar la velocidad del SPI.

En un primer paso importamos la librería del SPI con #include <SPI.h> . En el setup hay que iniciar y configurar el SPI , con SPI.begin() ademas hay que definir el pin SS como salida.

Finalmente mediante la función SPI.transfer enviamos el byte que queremos. Este es el código resultante:

Para realizar las conexiones  al osciloscopio o a otro chip lo mejor es usar las conexiones del ICSP ya que estas son iguales para todas las placas. En la pagina de Arduino podemos encontrar las siguientes tablas de conexión.

El resultado en el osciloscopio son los dos bytes enviados de forma secuencial.

Azul MOSI, Rojo SCLK.

En este ejemplo se ha configurado el bus para funcionar a la velocidad por defecto es decir 4Mhz pero esto puede ser un problema. Como se ve en las gráficas anteriores los bits llegan con oscilaciones que si bien en casi todos los casos no darán errores, es posible que falle en alguna ocasión. Para distancias cortas la tasa de error no es muy elevada y se puede trabajar perfectamente, pero podemos ver que si vamos elevando la distancia y si entran en juego otros componentes u otras señales es posible que los errores aumenten. Por ello es bueno bajar la velocidad para que el bit se estabilice y el transitorio sea despreciable. La velocidad por defecto usa el divisor por 4. 

Para ello usaremos la instrucción SPI.setClockDivider(divider) donde este puede tener los siguientes valores: 

• SPI_CLOCK_DIV2
• SPI_CLOCK_DIV4
• SPI_CLOCK_DIV8 
• SPI_CLOCK_DIV16
• SPI_CLOCK_DIV32
• SPI_CLOCK_DIV64
• SPI_CLOCK_DIV128

Esto nos da la opción de dividir la velocidad del reloj del SPI. Por ejemplo probaremos con divisor de 16 y divisor de 128. 

Se puede ver que la señal cada vez es más cuadrada y sin sobresaltos. En realidad las oscilaciones son  las mismas ya que esto es producto del flanco de subida de la señal, lo que pasa es que ahora el tiempo de oscilación de la señal es despreciable frente al tiempo del bit. Eso implica que en el momento de leer el bit hay más posibilidades de que la señal sea estables y tomemos el valor correcto. 

Divisor de 16

Divisor de 128

Como podemos apreciar perdemos velocidad ya que en el caso por defecto con divisor 4 cada bit dura 250 ns es decir 4 Mhz. Pero en el de 16 el bit ya pasa a durar 1ms por lo que nos encontramos con una frecuencia de 1Mhz. Y finalmente en la de 128 el bit dura 8 ms por lo que la frecuencia es de 125 KHz. También se puede probar con el caso opuesto de aumentar la velocidad, poniendo el divisor por 2 donde veremos que la calidad disminuye muchísimo. 

Divisor por 2. Velocidad 8 Mhz.

La última parte a tratar en este tutorial sobre SPI es la lectura. Para realizar la lectura hay dos métodos, dependiendo de si somos Master o Slave . En caso de ser Master somos los únicos que tenemos control sobre el reloj por lo que la función de escritura es la misma que la de lectura. Por lo que con la función SPI.transfer leemos el parámetro devuelto.

Para explicar el uso del Salve vamos a usar dos Arduinos, uno como Master y otro como Slave, este primero mandará un mensaje al Slave como lo hemos visto antes. El Slave para poder realizar la lectura necesita hacer uso de las interrupciones de este modo cuando le llegue un byte saltará a la interrupción y allí haremos el tratamiento del dato recibido. A continuación podemos ver los dos códigos:

Código Master 

Código Slave 

Finalmente pasamos el programa a cada placa con las conexiones antes mencionadas para el arduino. 

Diana Colin Amador