SPI工作原理以及優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)介

SPI 的工作原理

時(shí)鐘

時(shí)鐘信號(hào)將主機(jī)的數(shù)據(jù)位輸出與從機(jī)的位采樣同步，每個(gè)時(shí)鐘周期傳輸一位數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扔蓵r(shí)鐘信號(hào)的頻率決定，SPI 通信始終由主機(jī)發(fā)起，因?yàn)橹鳈C(jī)配置并生成時(shí)鐘信號(hào)。

設(shè)備共享時(shí)鐘信號(hào)的任何通信協(xié)議都稱(chēng)為同步協(xié)議。SPI 是一種同步通信協(xié)議。還有一些不使用時(shí)鐘信號(hào)的異步方法。例如，在 UART 通信中，雙方都設(shè)置為預(yù)先配置的波特率，該波特率決定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群蜁r(shí)序。

可以使用時(shí)鐘極性和時(shí)鐘相位的屬性來(lái)修改 SPI 中的時(shí)鐘信號(hào)。這兩個(gè)屬性共同作用來(lái)定義位何時(shí)被輸出以及何時(shí)被采樣。時(shí)鐘極性可由主機(jī)設(shè)置，以允許在任一上升沿上輸出和采樣位g 或時(shí)鐘周期的下降沿。時(shí)鐘相位可以設(shè)置為輸出和采樣發(fā)生在時(shí)鐘周期的第一個(gè)邊沿或第二個(gè)邊沿，無(wú)論它是上升還是下降。

從選擇

主機(jī)可以通過(guò)將從機(jī)的 CS/SS 線設(shè)置為低電壓電平來(lái)選擇它想要與哪個(gè)從機(jī)通話。在空閑、非傳輸狀態(tài)下，從選擇線保持在高電壓電平。主機(jī)上可能有多個(gè) CS/SS 引腳，這允許多個(gè)從機(jī)并行連接。如果只有一個(gè) CS/SS 引腳，則可以通過(guò)菊花鏈將多個(gè)從設(shè)備連接到主設(shè)備。

多從

SPI 可以設(shè)置為單主機(jī)和單從機(jī)運(yùn)行，也可以設(shè)置為單個(gè)主機(jī)控制的多個(gè)從機(jī)。有兩種方法可以將多個(gè)從站連接到主站。如果主機(jī)有多個(gè)從機(jī)選擇引腳，從機(jī)可以像這樣并行連接：

SPI簡(jiǎn)介——多從配置分離從選擇

如果只有一個(gè)從機(jī)選擇引腳可用，從機(jī)可以像這樣菊花鏈：

SPI 簡(jiǎn)介 - 多從配置菊花鏈

MOSI 和 MISO

主機(jī)通過(guò) MOSI 線以串行方式向從機(jī)逐位發(fā)送數(shù)據(jù)。從機(jī)通過(guò) MOSI 引腳接收主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。從主機(jī)發(fā)送到從機(jī)的數(shù)據(jù)通常以最高有效位在前發(fā)送。

從機(jī)也可以通過(guò) MISO 線串行將數(shù)據(jù)發(fā)送回主機(jī)。從從設(shè)備發(fā)送回主設(shè)備的數(shù)據(jù)通常以最低有效位在前發(fā)送。

SPI數(shù)據(jù)傳輸步驟

1. 主機(jī)輸出時(shí)鐘信號(hào)：

SPI簡(jiǎn)介——數(shù)據(jù)傳輸圖時(shí)鐘信號(hào)

2. 主機(jī)將 SS/CS 引腳切換到低電壓狀態(tài)，從而激活從機(jī)：

SPI介紹——數(shù)據(jù)傳輸圖從選擇激活

3. 主機(jī)沿MOSI 線一次一位地向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。從設(shè)備在接收到位時(shí)讀取這些位：

SPI簡(jiǎn)介——數(shù)據(jù)傳輸圖 Master to Slave Data Transfer

4. 如果需要響應(yīng)，從機(jī)沿 MISO 線一次一位地向主機(jī)返回?cái)?shù)據(jù)。主機(jī)在接收到位時(shí)讀取這些位：

SPI 簡(jiǎn)介 - 數(shù)據(jù)傳輸圖 Slave to Master 數(shù)據(jù)傳輸

SPI的優(yōu)缺點(diǎn)

使用 SPI 有一些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，如果在不同的通信協(xié)議之間進(jìn)行選擇，您應(yīng)該根據(jù)項(xiàng)目的要求知道什么時(shí)候使用 SPI：

好處

沒(méi)有起始位和停止位，因此數(shù)據(jù)可以不間斷地連續(xù)流式傳輸 沒(méi)有像 I2C 那樣復(fù)雜的從機(jī)尋址系統(tǒng) 比 I2C 更高的數(shù)據(jù)傳輸速率（幾乎是 I2C 的兩倍） 獨(dú)立的 MISO 和 MOSI 線，因此可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)

缺點(diǎn)

使用四根線（I2C 和 UART 使用兩根） 沒(méi)有確認(rèn)數(shù)據(jù)已成功接收（I2C 有這個(gè)） 沒(méi)有像 UART 中的奇偶校驗(yàn)位那樣的錯(cuò)誤檢查形式 只允許一個(gè)主 希望這篇文章能讓您更好地了解 SPI。