SPI总线(一):基本原理篇
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1、什么是SPI?
? ? ? SPI是串行外設接口(Serial Peripheral Interface)的縮寫。是 Motorola 公司推出的一?
種同步串行接口技術,是一種高速的,全雙工,同步的通信總線。
2、SPI優點
?支持全雙工通信
?通信簡單
?數據傳輸速率塊
3、缺點
? ? ?沒有指定的流控制,沒有應答機制確認是否接收到數據,所以跟IIC總線協議比較在數據?可靠性上有一定的缺陷。
4、特點
1):高速、同步、全雙工、非差分、總線式
2):主從機通信模式
5、協議通信時序詳解
1):SPI的通信原理很簡單,它以主從方式工作,這種模式通常有一個主設備和一個或多?
個從設備,需要至少4根線,事實上3根也可以(單向傳輸時)。也是所有基于SPI的設備共?
有的,它們是SDI(數據輸入)、SDO(數據輸出)、SCLK(時鐘)、CS(片選)。
(1)SDO/MOSI – 主設備數據輸出,從設備數據輸入;
(2)SDI/MISO – 主設備數據輸入,從設備數據輸出;
(3)SCLK – 時鐘信號,由主設備產生;
(4)CS/SS –?其中CS是控制芯片是否被選中的,也就是說只有片選信號為預先規定的使能信號時(高電位或低電位),對此芯片的操作才有效,這就允許在同一總線上連接多個SPI設備成為可能。需要注意的是,在具體的應用中,當一條SPI總線上連接有多個設備時,SPI本身的CS有可能被其他的GPIO腳代替,即每個設備的CS腳被連接到處理器端不同的GPIO,通過操作不同的GPIO口來控制具體的需要操作的SPI設備,減少各個SPI設備間的干擾。
????? SPI是串行通訊協議,也就是說數據是一位一位從MSB或者LSB開始傳輸的,這就是SCK時鐘線存在的原因,由SCK提供時鐘脈沖,MISO、MOSI則基于此脈沖完成數據傳輸。 SPI支持4-32bits的串行數據傳輸,支持MSB和LSB,每次數據傳輸時當從設備的大小端發生變化時需要重新設置SPI Master的大小端。
2):需要說明的是,我們SPI通信有4種不同的模式,不同的從設備可能在出廠是就是配?
置為某種模式,這是不能改變的;但我們的通信雙方必須是工作在同一模式下,所以我們?
可以對我們的主設備的SPI模式進行配置,通過CPOL(時鐘極性)和CPHA(時鐘相位)來?
控制我們主設備的通信模式,具體如下:
Mode0:CPOL=0,CPHA=0
Mode1:CPOL=0,CPHA=1
Mode2:CPOL=1,CPHA=0
Mode3:CPOL=1,CPHA=1
時鐘極性CPOL是用來配置SCLK的電平出于哪種狀態時是空閑態或者有效態,時鐘相位CPHA?
是用來配置數據采樣是在第幾個邊沿:
CPOL=0,表示當SCLK=0時處于空閑態,所以有效狀態就是SCLK處于高電平時
CPOL=1,表示當SCLK=1時處于空閑態,所以有效狀態就是SCLK處于低電平時
CPHA=0,表示數據采樣是在第1個邊沿,數據發送在第2個邊沿
CPHA=1,表示數據采樣是在第2個邊沿,數據發送在第1個邊沿
例如:
CPOL=0,CPHA=0:此時空閑態時,SCLK處于低電平,數據采樣是在第1個邊沿,也就是?
SCLK由低電平到高電平的跳變,所以數據采樣是在上升沿,數據發送是在下降沿。
CPOL=0,CPHA=1:此時空閑態時,SCLK處于低電平,數據發送是在第2個邊沿,也就是?
SCLK由低電平到高電平的跳變,所以數據采樣是在下降沿,數據發送是在上升沿。
CPOL=1,CPHA=0:此時空閑態時,SCLK處于高電平,數據采集是在第1個邊沿,也就是?
SCLK由高電平到低電平的跳變,所以數據采集是在下降沿,數據發送是在上升沿。
CPOL=1,CPHA=1:此時空閑態時,SCLK處于高電平,數據發送是在第2個邊沿,也就是?
SCLK由高電平到低電平的跳變,所以數據采集是在上升沿,數據發送是在下降沿。
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? ? 需要注意的是:我們的主設備能夠控制時鐘,因為我們的SPI通信并不像UART或者IIC通信?
那樣有專門的通信周期,有專門的通信起始信號,有專門的通信結束信號;所以我們的?
SPI協議能夠通過控制時鐘信號線,當沒有數據交流的時候我們的時鐘線要么是
保持高電平要么是保持低電平。
6、內部工作機制
SSPSR 是 SPI 設備內部的移位寄存器(Shift Register). 它的主要作用是根據 SPI?
時鐘信號狀態, 往 SSPBUF 里移入或者移出數據, 每次移動的數據大小由 Bus-Width 以?
及 Channel-Width 所決定.
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總結
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