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SPI接口的工作原理及优缺点分析

发布时间:19-10-10 阅读:934

SPI(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利用。

1. 接口

SPI接口常常被称为4线串行总线,以主/从要领事情,数据传输历程由主机初始化。如图1所示,其应用的4条旌旗灯号线分手为:

1) SCLK:串行时钟,用来同步数据传输,由主机输出;

2) MOSI:主机输出从机输入数据线;

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。

在SPI总线上,某一时候可以呈现多个从机,但只能存在一个主机,主机经由过程片选线来确定要通信的从机。这就要求从机的MISO口具有三态特点,使得该口线在器件未当选通时体现为高阻抗

2. 数据传输

在一个SPI时钟周期内,会完成如下操作:

1) 主机经由过程MOSI线发送1位数据,从机经由过程该线读取这1位数据;

2) 从机经由过程MISO线发送1位数据,主机经由过程该线读取这1位数据。

这是经由过程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。跟着时钟脉冲,数据按照从高位到低位的要领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。当寄存器中的内容整个移出时,相称于完成了两个寄存器内容的互换。

3. 时钟极性和时钟相位

在SPI操作中,最紧张的两项设置便是时钟极性(CPOL或UCCKPL)和时钟相位(CPHA或UCCKPH)。时钟极性设置时钟余暇时的电平,时钟相位设置读取数据和发送数据的时钟沿。

主机和从机的发送数据是同时完成的,两者的接管数据也是同时完成的。所以为了包管主从机精确通信,应使得它们的SPI具有相同的时钟极性和时钟相位。

举例来说,分手拔取MSP430节制器和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时钟余暇时为高电平,并且在后时钟沿接管数据,则MSP430节制器SPI的设置应与此维持同等。从图3中可以看出,要使得时钟在余暇时为高电平,应将UCCKPL置1;要使得在后时钟沿接管数据,应将UCCKPH清零。

4. 优毛病

SPI接口具有如下优点:

1) 支持全双工操作;

2) 操作简单;

3) 数据传输速度较高。

同时,它也具有如下毛病:

1) 必要占用主机较多的口线(每个从机都必要一根片选线);

2) 只支持单个主机。

滥觞;电子工程网



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