SPI通信協(xié)議（SPI總線）學(xué)習(xí)

ID:366683 · 發(fā)表于 2020-4-16 10:45

1、什么是SPI？
SPI是串行外設(shè)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(shù)，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線。
2、SPI優(yōu)點(diǎn)支持全雙工通信通信簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)傳輸速率塊
3、缺點(diǎn)沒(méi)有指定的流控制，沒(méi)有應(yīng)答機(jī)制確認(rèn)是否接收到數(shù)據(jù)，所以跟IIC總線協(xié)議比較在數(shù)據(jù) 可靠性上有一定的缺陷。
4、特點(diǎn)1）：高速、同步、全雙工、非差分、總線式2）：主從機(jī)通信模式
5、協(xié)議通信時(shí)序詳解1）：SPI的通信原理很簡(jiǎn)單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備，需要至少4根線，事實(shí)上3根也可以(單向傳輸時(shí))。也是所有基于SPI的設(shè)備共有的，它們是SDI(數(shù)據(jù)輸入)、SDO(數(shù)據(jù)輸出)、SCLK(時(shí)鐘)、CS(片選)。(1)SDO/MOSI – 主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸入;(2)SDI/MISO – 主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸出;(3)SCLK – 時(shí)鐘信號(hào)，由主設(shè)備產(chǎn)生;(4)CS/SS – 從設(shè)備使能信號(hào)，由主設(shè)備控制。當(dāng)有多個(gè)從設(shè)備的時(shí)候，因?yàn)槊總€(gè)從設(shè) 備上都有一個(gè)片選引腳接入到主設(shè)備機(jī)中，當(dāng)我們的主設(shè)備和某個(gè)從設(shè)備通信時(shí)將需要將從設(shè)備對(duì)應(yīng)的片選引腳電平拉低或者是拉高。
2）：需要說(shuō)明的是，我們SPI通信有4種不同的模式，不同的從設(shè)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(duì)我們的主設(shè)備的SPI模式進(jìn)行配置，通過(guò)CPOL（時(shí)鐘極性）和CPHA（時(shí)鐘相位）來(lái) 控制我們主設(shè)備的通信模式，具體如下：Mode0：CPOL=0，CPHA=0Mode1：CPOL=0，CPHA=1Mode2：CPOL=1，CPHA=0Mode3：CPOL=1，CPHA=1
時(shí)鐘極性CPOL是用來(lái)配置SCLK的電平出于哪種狀態(tài)時(shí)是空閑態(tài)或者有效態(tài)，時(shí)鐘相位CPHA 是用來(lái)配置數(shù)據(jù)采樣是在第幾個(gè)邊沿：CPOL=0，表示當(dāng)SCLK=0時(shí)處于空閑態(tài)，所以有效狀態(tài)就是SCLK處于高電平時(shí)CPOL=1，表示當(dāng)SCLK=1時(shí)處于空閑態(tài)，所以有效狀態(tài)就是SCLK處于低電平時(shí)CPHA=0，表示數(shù)據(jù)采樣是在第1個(gè)邊沿，數(shù)據(jù)發(fā)送在第2個(gè)邊沿CPHA=1，表示數(shù)據(jù)采樣是在第2個(gè)邊沿，數(shù)據(jù)發(fā)送在第1個(gè)邊沿
例如：CPOL=0，CPHA=0：此時(shí)空閑態(tài)時(shí)，SCLK處于低電平，數(shù)據(jù)采樣是在第1個(gè)邊沿，也就是 SCLK由低電平到高電平的跳變，所以數(shù)據(jù)采樣是在上升沿，數(shù)據(jù)發(fā)送是在下降沿。
CPOL=0，CPHA=1：此時(shí)空閑態(tài)時(shí)，SCLK處于低電平，數(shù)據(jù)發(fā)送是在第1個(gè)邊沿，也就是 SCLK由低電平到高電平的跳變，所以數(shù)據(jù)采樣是在下降沿，數(shù)據(jù)發(fā)送是在上升沿。
CPOL=1，CPHA=0：此時(shí)空閑態(tài)時(shí)，SCLK處于高電平，數(shù)據(jù)采集是在第1個(gè)邊沿，也就是 SCLK由高電平到低電平的跳變，所以數(shù)據(jù)采集是在下降沿，數(shù)據(jù)發(fā)送是在上升沿。
CPOL=1，CPHA=1：此時(shí)空閑態(tài)時(shí)，SCLK處于高電平，數(shù)據(jù)發(fā)送是在第1個(gè)邊沿，也就是 SCLK由高電平到低電平的跳變，所以數(shù)據(jù)采集是在上升沿，數(shù)據(jù)發(fā)送是在下降沿。

需要注意的是：我們的主設(shè)備能夠控制時(shí)鐘，因?yàn)槲覀兊腟PI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(hào)，有專門的通信結(jié)束信號(hào)；所以我們的 SPI協(xié)議能夠通過(guò)控制時(shí)鐘信號(hào)線，當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)交流的時(shí)候我們的時(shí)鐘線要么是保持高電平要么是保持低電平。

6、內(nèi)部工作機(jī)制
SSPSR 是 SPI 設(shè)備內(nèi)部的移位寄存器(Shift Register). 它的主要作用是根據(jù) SPI 時(shí)鐘信號(hào)狀態(tài), 往 SSPBUF 里移入或者移出數(shù)據(jù), 每次移動(dòng)的數(shù)據(jù)大小由 Bus-Width 以及 Channel-Width 所決定.

ID:418702 · 發(fā)表于 2020-4-28 19:20

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