SPI总线协议的通信原理及应用举例

发布者:星辰古泉最新更新时间:2015-03-24 来源: elecfans关键字:SPI  总线协议  通信原理 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
  SPI的通信原理很简单,它以主从方式工作,这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备,需要至少4根线,事实上3根也可以(单向传输时)。也是所有基于SPI的设备共有的,它们是SDI(数据输入),SDO(数据输出),SCK(时钟),CS(片选)。

  (1)SDO – 主设备数据输出,从设备数据输入

  (2)SDI – 主设备数据输入,从设备数据输出

  (3)SCLK – 时钟信号,由主设备产生

  (4)CS – 从设备使能信号,由主设备控制

  其中CS是控制芯片是否被选中的,也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时(高电位或低电位),对此芯片的操作才有效。这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。

  接下来就负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的,这里先要知道SPI是串行通讯协议,也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCK时钟线存在的原因,由SCK提供时钟脉冲,SDI,SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 SDO线,数据在时钟上升沿或下降沿时改变,在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输,输入也使用同样原理。这样,在至少8次时钟信号的改变(上沿和下沿为一次),就可以完成8位数据的传输。

  要注意的是,SCK信号线只由主设备控制,从设备不能控制信号线。同样,在一个基于SPI的设备中,至少有一个主控设备。这样传输的特点:这样的传输方式有一个优点,与普通的串行通讯不同,普通的串行通讯一次连续传送至少8位数据,而SPI允许数据一位一位的传送,甚至允许暂停,因为SCK时钟线由主控设备控制,当没有时钟跳变时,从设备不采集或传送数据。也就是说,主设备通过对SCK时钟线的控制可以完成对通讯的控制。SPI还是一个数据交换协议:因为SPI的数据输入和输出线独立,所以允许同时完成数据的输入和输出。不同的SPI设备的实现方式不尽相同,主要是数据改变和采集的时间不同,在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义,具体请参考相关器件的文档。

  在点对点的通信中,SPI接口不需要进行寻址操作,且为全双工通信,显得简单高效。在多个从设备的系统中,每个从设备需要独立的使能信号,硬件上比I2C系统要稍微复杂一些。

  最后,SPI接口的一个缺点:没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据。

  AT91RM9200的SPI接口主要由4个引脚构成:SPICLK、MOSI、MISO及 /SS,其中SPICLK是整个SPI总线的公用时钟,MOSI、MISO作为主机,从机的输入输出的标志,MOSI是主机的输出,从机的输入,MISO 是主机的输入,从机的输出。/SS是从机的标志管脚,在互相通信的两个SPI总线的器件,/SS管脚的电平低的是从机,相反/SS管脚的电平高的是主机。在一个SPI通信系统中,必须有主机。SPI总线可以配置成单主单从,单主多从,互为主从。

  SPI的片选可以扩充选择16个外设,这时PCS输出=NPCS,说NPCS0~3接4-16译码器,这个译码器是需要外接4-16译码器,译码器的输入为NPCS0~3,输出用于16个外设的选择。

    SPI协议举例

  SPI是一个环形总线结构,由ss(cs)、sck、sdi、sdo构成,其时序其实很简单,主要是在sck的控制下,两个双向移位寄存器进行数据交换。

  假设下面的8位寄存器装的是待发送的数据10101010,上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。

  那么第一个上升沿来的时候 数据将会是sdo=1;寄存器=0101010x。下降沿到来的时候,sdi上的电平将所存到寄存器中去,那么这时寄存器=0101010sdi,这样在 8个时钟脉冲以后,两个寄存器的内容互相交换一次。这样就完成里一个spi时序。

关键字:SPI  总线协议  通信原理 引用地址:SPI总线协议的通信原理及应用举例

上一篇:CAN 收发器的聚合挑战,飞思卡尔有妙招
下一篇:解析:MAX1441应用电路与JTAG接口板连接

推荐阅读最新更新时间:2024-05-02 23:33

基于ATMEGA8515的SPI驱动ST7565P液晶屏的程序
这是用SPI方式来驱动12864液晶的源程序,液晶屏的控制芯片为ST7565P经测试SPI的时钟可达到振荡频率的二分频。比用普通IO口模拟串行的方式快多了。。。 下面贴出源代码,有详细注释。。。。 本程序简单实用,可拿去作简单参考。。。。 编译环境:GCC+AVR STUDIO 单片机:ATMEGA 8515 晶振: 3.6864M #include avr/io.h //包含头文件 #include avr/pgmspace.h #define COMMAND 1 #define DATA 0 ///////////////////////////////////////// //数据线定义
[单片机]
STM32 SPI调试之HAL库的调试
uint8_t aTxBuffer __attribute__((at(0x20000200))) = {0xaa, 0x00, 0x00}; 在没有上面的__attribute__((at(0x20000200))的时候,程序会进入Hardfault,进入的原因是程序不能从奇地址读取数据。 这个原因非常难找,我也是无语。对其的原因 API在中断里和应用程序里不同同时使用,否则会陷入死机。 中断和应用程序不能用同一资源。 void SPI_RF_WriteByte(uint8_t *WriteBuff, uint16_t Size) { HAL_StatusTypeDef status = HAL_ERROR; //
[单片机]
STM32之SPI与QSPI学习笔记
QSPI接口简介 QSPI是Queued SPI的简写,是Motorola公司推出的SPI接口的扩展,比SPI应用更加广泛。 在SPI协议的基础上,Motorola公司对其功能进行了增强,增加了队列传输机制,推出了队列串行外围接口协议(即QSPI协议)。 QSPI是一种专用的通信接口,连接单、双或四(条数据线)SPI FLASH存储器。
[单片机]
STM32之<font color='red'>SPI</font>与QSPI学习笔记
51单片机——SPI、DS1302时钟 C语言入门编程
SPI: 写时序: 在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时,数据被写入DS1302, 数据输入从低位(位0)开始。(先写低位) 读时序: 在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据,读出数据时从低位0位到高位7。(先读低位,读取后将IO设置为0,否则读出的数据会出错) DS1302: DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片,内含有一个实时时钟/日历和31字节静态 RAM,通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、周、月、年的信息,每月的天数和闰年的天数可自动调整。时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小
[单片机]
51单片机——<font color='red'>SPI</font>、DS1302时钟 C语言入门编程
基于Proteus的Arm处理器的SPI接口实现
  引言   现在,人们生活中的每个角落都有嵌入式设备的存在,比如DVD、移动电话、MP3及掌上电脑等等。这些嵌入式设备多采用32位RISC嵌入式处理器作为核心部件。其中基于Arm核的嵌入式处理器独占鳌头,在32位RISC处理器中占据超过75%的市场份额。因而越来越多的电子爱好者都加入了学习ARM的队伍中。通过和一般单片机系统开发过程的比较不难发现,嵌入式系统的设计包括硬件设计和软件设计两个方面,其调试过程包括软件调试、硬件测试、系统调试3个过程。软件调试一般比较容易进行,但是硬件测试和系统调试则比较麻烦,因为要进行这两个过程必须在 PCB制作、元器件焊接完毕之后才能进行;而PCB的制作、元器件的焊接是非常费时费力的,如果能采用
[单片机]
40G/100G相干光通信原理与关键技术
引言   随着40Gb/s的大规模部署的开始,业界又涌现出多种新型的100G/s调制编码格式。面对众多特征各异的传输码型,在综合考虑其他系统设计参数的基础上,业界主要从传输距离、通路间隔、与40Gb/s和10Gb/s系统的兼容性、模块成本与传输性能的平衡等方面进行综合选择。   随着高速数字信号处理技术(DSP)和模数转换技术(ADC)的进步,相干光通信成为研究的热点。相干检测与DSP技术相结合,可以在电域进行载波相位同步和偏振跟踪,清除了传统相干接收的两大障碍。基于DSP的相干接收机结构简单,具有硬件透明性;可在电域补偿各种传输损伤,简化传输链路,降低传输成本;支持多进制调制格式和偏振复用,实现高频谱效率的传输。通过业界一两
[模拟电子]
40G/100G相干光<font color='red'>通信原理</font>与关键技术
【51单片机快速入门指南】2.4:74HC595、LED点阵屏及其SPI控制
普中51-单核-A2 STC89C52 Keil uVision V5.29.0.0 PK51 Prof.Developers Kit Version:9.60.0.0 硬知识 选自《普中51单片机开发攻略_V1.2》 IO 口扩展方式-串转并 使用的芯片是 74HC595。开发板板载 1 个 74HC595 芯片,仅需单片机 3 个 IO 口即可扩展 8 个,如果需要还可以将 2 个 74HC595 级联扩展出 16 个 IO,这就实现用少数 IO 资源控制多个设备。 74HC595 芯片介绍 74HC595 是一个 8 位串行输入、并行输出的位移缓存器,其中并行输出为三 态输出(即高电平、低电平和高
[单片机]
【51单片机快速入门指南】2.4:74HC595、LED点阵屏及其<font color='red'>SPI</font>控制
STM32的SPI接口、cubeMX软件配置SPI接口和分析SPI相关代码
本文主要介绍STM32的SPI接口、cubeMX软件配置SPI接口和分析SPI相关代码。 STM32之SPI简介: SPI协议【Serial Peripheral Interface】 串行外围设备接口,是一种高速全双工的通信总线。主要用在MCU与FLASHADCLCD等模块之间的通信。 SPI信号线 SPI 共包含 4 条总线。 SS(Slave Select):片选信号线,当有多个SPI 设备与 MCU 相连时,每个设备的这个片选信号线是与 MCU 单独的引脚相连的,而其他的 SCK、MOSI、MISO 线则为多个设备并联到相同的 SPI 总线上,低电平有效。 SCK (Serial Clock):时钟信号线,由主通信设备
[单片机]
STM32的<font color='red'>SPI</font>接口、cubeMX软件配置<font color='red'>SPI</font>接口和分析<font color='red'>SPI</font>相关代码
小广播
最新嵌入式文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved