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了解SPI总线常识,竟如此简单

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1SPI总线简介

SPI,即Serial Peripheral Interface的英文缩写。从字面意思看就是串行外部设备接口,是一种全双工、高速、同步的通信总线。

SPI最早是摩托罗拉公司开发的全双工同步串行总线,用于微控制器(MCU)连接外部设备之间的同步串行通信。主要应用于Flash、数模转换器、信号处理器、控制器、EEPROM存储器等外设中。

SPI总线属于一主多从接口,和I2C不同的是,SPI 采用CS片选来控制主机与那个从机通信。

现在的单片机几乎都支持SPI总线,其已经成为一种高速、同步、双工的通用标准,在IoT产品中得到广泛应用。

2SPI 有几根线?

SPI通常有4根线(四线制),可实现全双工通信。

SCK: 串行时钟(Serial Clock

MOSI:主发从收信号(Master Output, Slave Input

MISO:主收从发信号(Master Input, Slave Output

CS/CS:片选信号(Slave Select

SPI无线通信模块

SPI应用也有3根线(三线制),实现半双工通信。

SPI总线射频芯片

3SPI 通信原理

SPI模块为了和外设进行数据交换,根据外设工作要求,其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置,通过CPHA(时钟相位)、CPOL(时钟极性)来控制设备的通信模式。

无线通信模块

时钟极性CPOL是用来配置SCK的电平在哪种状态时是有效状态或者空闲状态。时钟相位CPHA是用来配置数据采样是在哪个边沿:

CPHA=0,数据采样是在第1个边沿,数据发送在第2个边沿

CPHA=1,数据采样是在第2个边沿,数据发送在第1个边沿

CPOL=0,当SCLK=0时处于空闲态,有效状态就是SCLK处于高电平时

CPOL=1,当SCLK=1时处于空闲态,有效状态就是SCLK处于低电平时

CPHA=0CPOL=0:此时空闲态时,SCK处于低电平,数据采样是在第1个边沿,就是SCK由低电平到高电平的跳变,所以数据采样是在上升沿(准备数据),(发送数据)数据发送是在下降沿。

CPHA=0CPOL=1:此时空闲态时,SCK处于高电平,数据采集是在第1个边沿,即SCK由高电平到低电平的跳变,所以数据采集是在下降沿,数据发送是在上升沿。

CPHA=1CPOL=0:此时空闲态时,SCK处于低电平,数据发送是在第1个边沿,即SCK由低电平到高电平的跳变,所以数据采样是在下降沿,数据发送是在上升沿。

CPHA=1CPOL=1:此时空闲态时,SCK处于高电平,数据发送是在第1个边沿,即SCK由高电平到低电平的跳变,所以数据采集是在上升沿,数据发送是在下降沿。

另外,分享个时序图识图方法。交叉线:数据允许发生改变,但不一定要变。平行线:数据不允许发生改变,必须稳定发送。

再细说传输时序。SPI接口在内部硬件实际上是两个简单的移位寄存器,传输的数据为8位,在主器件产生的从器件使能信号和移位脉冲下,按位传输,高位在前,低位在后。如下图所示,在SCLK的下降沿上数据改变,上升沿一位数据被存入移位寄存器。SPI接口没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据。

蛇SPI无限数传模块

4SPI 的特征

4.1 优势

l 高速

l 同步

l 全双工

l 总线结构

l 主从及通信模式

4.2 缺点

l 无指定流控制

l 没有应答机制确认

https://www.wjx.cn/jq/84863372.aspx