弄懂SPI接口

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弄懂SPI接口

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PI（Serial Peripheral InteRFace，串行外设接口）是Motorola公司提出的一种同步串行数据传输标准，在很多器件中被广泛应用。 7 c7 i* l) U& {$ }, z& v' ]& k! W) I1. 接口 / e' m/ C! [, c. x ! \# s8 R8 D% h  e- ^8 {. p9 pSPI接口经常被称为4线串行总线，以主/从方式工作，数据传输过程由主机初始化。如图1所示，其使用的4条信号线分别为： 1) SCLK：串行时钟，用来同步数据传输，由主机输出； ) t- [4 b1 c. r% b& I % Z; Z4 }( z. o( S* T- U9 B  I1 k2 ?2) MOSI：主机输出从机输入数据线； % X3 R5 ~  w3 A! M7 ^ 3) MISO：主机输入从机输出数据线； 4) SS：片选线，低电平有效，由主机输出。 ; s; Q' Z% s9 O( w+ ?- o8 O 在SPI总线上，某一时刻可以出现多个从机，但只能存在一个主机，主机通过片选线来确定要通信的从机。这就要求从机的MISO口具有三态特性，使得该口线在器件未被选通时表现为高阻抗。 + z0 ^; i# k) l 4 f9 y# |5 ?) o9 {% p' U9 o工程师博客：弄懂SPI接口（电子工程专辑) 2. 数据传输 % l6 E9 i  X8 H3 a$ l1 t; k ) \/ y# w* D- ]: t( I2 E6 z; P在一个SPI时钟周期内，会完成如下操作： - N, \" v7 }# f: ^4 U' E0 t* j1) 主机通过MOSI线发送1位数据，从机通过该线读取这1位数据； & {6 j# G) @7 r2) 从机通过MISO线发送1位数据，主机通过该线读取这1位数据。 0 t2 l' @+ g' S$ K! j- u$ K( v" v' i 这是通过移位寄存器来实现的。如图2所示，主机和从机各有一个移位寄存器，且二者连接成环。随着时钟脉冲，数据按照从高位到低位的方式依次移出主机寄存器和从机寄存器，并且依次移入从机寄存器和主机寄存器。当寄存器中的内容全部移出时，相当于完成了两个寄存器内容的交换。 ' k; |3 ?. K) D* Y( _* R % r9 J! E2 R- r9 ]# u. G! o工程师博客：弄懂SPI接口（电子工程专辑) / ]% s  W+ n% r) v) s3. 时钟极性和时钟相位 : q" Y9 V( u' y* M. W5 e- g. Q在SPI操作中，最重要的两项设置就是时钟极性（CPOL或UCCKPL）和时钟相位（CPHA或UCCKPH）。时钟极性设置时钟空闲时的电平，时钟相位设置读取数据和发送数据的时钟沿。 * u8 B0 t* O& R. d# I主机和从机的发送数据是同时完成的，两者的接收数据也是同时完成的。所以为了保证主从机正确通信，应使得它们的SPI具有相同的时钟极性和时钟相位。 ; Z9 V4 d' M( J- o1 H2 K9 c . w4 w* g5 m9 w, _! F0 }" V+ W举例来说，分别选取MSP430控制器和OLED驱动SH1101A为主从机，图3和图4为它们的SPI时序。由图4可知，SH1101A的SPI时钟空闲时为高电平，并且在后时钟沿接收数据，则MSP430控制器SPI的设置应与此保持一致。从图3中可以看出，要使得时钟在空闲时为高电平，应将UCCKPL置1；要使得在后时钟沿接收数据，应将UCCKPH清零。 / ?/ l. p& `; T5 \ 工程师博客：弄懂SPI接口（电子工程专辑) : Y5 X" J7 \, P 工程师博客：弄懂SPI接口（电子工程专辑) 6 S4 i: N  o5 ^% M, T6 A- f4 X5 X4. 优缺点 / t* W' i" T* r8 {3 t # o) B( E) }% f% ^+ r/ T7 L# DSPI接口具有如下优点： $ b5 ~" i" [1 ^* h) @. h1) 支持全双工操作； 2 X% C0 \1 z1 u# S. b 2) 操作简单； . b; W- ~" A  q( }3) 数据传输速率较高。 % q+ r% y3 s. o8 G/ { ! \/ i( J+ k) L: V- W2 Y同时，它也具有如下缺点： 1) 需要占用主机较多的口线（每个从机都需要一根片选线）； $ X, M( V8 x  i% r / f0 e/ G, r( o  ]) Q' i2) 只支持单个主机。

kinidrily

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