SPI协议的简单实例说明

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SPI协议介绍ppt课件

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内部结构图
SPI总线
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传输模式
根据时钟极性(CPOL)及相位(CPHA)不同可以组合成4种工作模式：SPI0，SPI1，SP2， SP3.
（1）SPI0：CPOL=0,CPHA=0 （2）SPI1：CPOL=0,CPHA=1 （3）SPI2：CPOL=1,CPHA=0 （4）SPI3：CPOL=1,CPHA=1
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传输模式
• 时钟极性(CPOL)定义了时钟空闲状态电平，对传输协议没有重大影响。
• CPOL=0：时钟空闲状态为低电平。 • CPOL=1：时钟空闲状态为高电平。
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传输模式
• 时钟相位(CPHA)定义数据的采样时间。 • CPHA=0：在时钟的第一个跳变沿(上升沿或
下降沿)进行数据采样。 • CPHA=1：在时钟的第二个跳变沿(上升沿或
SPI协议应用
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主要内容
• SPI总线介绍 • 传输模式 • 时序分析 • SPI特点总结
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Sபைடு நூலகம்I总线介绍
• SPI接口是Motorola首先提出的全双工三线同步串行外围接口，采用主从模式架构，支持多从设备应用，一般只支持单主设备。
• 时钟由主设备控制，数据在时钟脉冲下按位传输，高位在前。
下降沿)进行数据采样。
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传输模式
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传输模式
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传输模式
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传输模式对比
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时序分析
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特点
• 优点：（1）接口简单，利于硬件设计与实现。（2）时钟速度快，且没有系统开销。（3）相对抗干扰能力强，传输稳定。
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特点
缺点：（1）缺乏流控制机制，无论主器件还是从器

spi协议实例

竭诚为您提供优质文档/双击可除spi协议实例篇一：spi协议一spi协议概括spi，是英语serialperipheralinterface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。

是motorola首先在其mc68hcxx系列处理器上定义的。

spi接口主要应用在eepRom，Flash，实时时钟，ad转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。

spi，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为pcb的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如at91Rm9200.spi的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。

也是所有基于spi的设备共有的，它们是sdi（数据输入），sdo（数据输出），sck（时钟），cs（片选）。

（1）sdo–主设备数据输出，从设备数据输入（2）sdi–主设备数据输入，从设备数据输出（3）sclk–时钟信号，由主设备产生（4）cs–从设备使能信号，由主设备控制其中cs是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效。

这就允许在同一总线上连接多个spi设备成为可能。

接下来就负责通讯的3根线了。

通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道spi是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。

这就是sck时钟线存在的原因，由sck 提供时钟脉冲，sdi，sdo则基于此脉冲完成数据传输。

数据输出通过sdo线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。

完成一位数据传输，输入也使用同样原理。

这样，在至少8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次），就可以完成8位数据的传输。

要注意的是，sck信号线只由主设备控制，从设备不能控制信号线。

SPI协议详解

SPI协议详解SPI(Serial Peripheral Interface)总线是⼀种⾼速、串⾏、全双⼯通信总线，由Motorola公司设计并推⼴。

优点是⽀持全双⼯通信，传输速率快，SCLK时钟频率最⾼可以达到50MHz左右。

缺点是没有流控制机制，不像I2C有应答机制，也不像UART有数据帧校验机制。

总线引脚SPI总线以主从⽅式⼯作，⽀持多主多从、单主多从、单主单从模式，拥有四个信号线：MISO – Master Input Slave Output,主设备数据输⼊，从设备数据输出；MOSI – Master Output Slave Input，主设备数据输出，从设备数据输⼊；SCLK – Serial Clock，时钟信号，由主设备产⽣；需要注意的是，SCLK只有在数据传输的过程中产⽣时钟周期，不进⾏数据传输时保持⾼电平或者低电平；CS – Chip Select，从设备使能信号，由主设备控制。

其中CS信号线主要⽤于⽚选，实际通信使⽤MISO/MOSI/SCLK三根信号线。

单主单从模式如下：单主多从模式如下：（每个SPI设备由⼀根独⽴的CS⽚选信号进⾏⽚选）总线时序根据CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位）的组合区分，SPI总线时序有四种模式。

SPI通信的双⽅必须同时⼯作在其中⼀种模式下，往往是主控制器匹配SPI设备的⼯作模式。

Mode0：CPOL=0，CPHA=0Mode1：CPOL=0，CPHA=1Mode2：CPOL=1，CPHA=0Mode3：CPOL=1，CPHA=1其中SPI 0和SPI 3两种模式最常⽤。

CPOL⽤来控制SCLK信号的Active状态是⾼电平还是低电平。

0 - SCLK⾼电平为Active状态1 - SCLK低电平为Active状态CPHA⽤来控制MOSI和MISO在第⼏个SCLK边沿进⾏数据采样。

0 - 第⼀个SCLK边沿采样，第⼆个边沿发送1 - 第⼀个SCLK边沿发送，第⼆个边沿采样总结：SPI总线协议本⾝并不复杂，这就意味着复杂性在SPI设备驱动的软件编码上，具体体现在：1）SPI总线协议没有数据校验机制，因此，必须根据SPI设备⽀持的SCLK时钟频率范围设置SPI时钟频率，实际应⽤中，可能会碰到⽰波器量时序信号没问题，但是SPI设备不回复数据或者回复数据错误的情况，⼤概率就是因为时钟频率不满⾜SPI设备要求导致的；2）SPI控制器的发送是直接将数据写⼊⼀个移位寄存器中，该移位寄存器跟随SCLK时钟发送数据；SPI控制器的接收与发送同步进⾏，也就是说发送数据的同时，也在接收数据，⽽接收数据是写⼊⼀个缓存寄存器中，如果缓存寄存器的值不及时读取的话，后续接收的数据会直接丢弃⽽不是覆盖到该缓存寄存器中，因此，每⼀次写数据之后，⼀定要读取数据，即使读取的数据⽆意义。

SPI协议的简单实例说明

SPI协议的简单实例说明
SPI是一个环形总线结构，由ss（cs）、sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。

假设下面的8位寄存器装的是待发送的数据10101010，上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。

那么第一个上升沿来的时候数据将会是sdo=1；寄存器=0101010x。

下降沿到来的时候，sdi上的电平将所存到寄存器中去，那么这时寄存器=0101010sdi，这样在 8个时钟脉冲以后，两个寄存器的内容互相交换一次。

这样就完成里一个spi时序。

例子：
假设主机和从机初始化就绪：并且主机的sbuff=0xaa，从机的sbuff=0x55，下面将分步对spi的8个时钟周期的数据情况演示一遍:假设上升沿发送数据
这样就完成了两个寄存器8位的交换，上面的上表示上升沿、下表示下降沿，sdi、sdo相对于主机而言的。

其中ss引脚作为主机的时候，从机可以把它拉底被动选为从机，作为从机的是时候，可以作为片选脚用。

根据以上分析，一个完整的传送周期是16位，即两个字节，因为，首先主机要发送命令过去，然后从机根据主机的名准备数据，主机在下一个8位时钟周期才把数据读回来！！看大家明白没有！！！！！。

(完整)spi总线协议详细说明

SPI总线原理与应用篇《电子制作》2008年9月站长原创，如需引用请注明出处大家好，通过以前的学习，我们已经对51单片机综合学习系统的使用方法及学习方式有所了解与熟悉，学会了使用IIC总线的基本知识，体会到了综合学习系统的易用性与易学性，这一期我们将一起学习SPI总线的基本原理与应用实例。

先看一下我们将要使用的51单片机综合学习系统能完成哪些实验与产品开发工作：分别有流水灯，数码管显示，液晶显示，按键开关，蜂鸣器奏乐，继电器控制，IIC总线，SPI 总线，PS/2实验，AD模数转换，光耦实验，串口通信，红外线遥控，无线遥控，温度传感，步进电机控制等等。

主体系统如图1所示，其配套书本教程《单片机快速入门》如图2所示。

图1 51单片机综合学习系统主机部分图片图2 51单片机综合学习系统配套书本教程——《单片机快速入门》上图是我们将要使用的51单片机综合学习系统硬件平台，如图1所示，本期实验我们用到了综合系统主机、板载的AT93C46芯片，综合系统其它功能模块原理与使用详见前几期《电子制作》杂志及后期连载教程介绍。

SPI总线简介SPI总线基本概念SPI ( Serial Peripheral Interface ———串行外设接口) 总线是Motorola公司推出的一种同步串行接口技术。

SPI总线系统是一种同步串行外设接口,允许MCU 与各种外围设备以串行方式进行通信、数据交换。

外围设备包括FLASHRAM、A/ D 转换器、网络控制器、MCU 等。

SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。

其工作模式有两种：主模式和从模式。

SPI是一种允许一个主设备启动一个从设备的同步通讯的协议，从而完成数据的交换。

也就是SPI是一种规定好的通讯方式。

这种通信方式的优点是占用端口较少，一般4根就够基本通讯了（不算电源线）。

单片机中SPI接口的工作原理与应用案例

单片机中SPI接口的工作原理与应用案例一、工作原理SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步的串行通信接口协议，常用于单片机和外围设备之间进行数据传输。

它由一个主设备和一个或多个从设备组成，可以同时控制多个从设备。

SPI接口通过四个信号线进行通信：时钟线（SCLK）、主设备输出从设备输入线（MOSI）、主设备输入从设备输出线（MISO）、片选线（SS）。

工作时，主设备驱动时钟线发送时钟信号，从而控制数据传输的时序。

主设备通过MOSI线发送数据到从设备，从设备通过MISO线返回数据给主设备。

片选线用于选择哪个从设备与主设备进行通信，可以通过使能或禁用相应的从设备。

SPI通信的数据传输方式有两种：全双工和半双工。

全双工允许主设备和从设备同时发送和接收数据，而半双工只允许主设备和从设备交替进行数据传输。

SPI 接口的工作速率可以根据应用需求进行调整。

在SPI接口中，主设备控制时钟的频率，从设备根据时钟频率进行数据读取和传输。

二、应用案例1. 存储器扩展模块一个常见的应用案例是在单片机系统中使用SPI接口来扩展存储器容量。

通过连接一块外部存储器，可以实现对大容量数据的读写操作。

主设备通过SPI接口发送读写指令和地址信息，从设备接收指定地址的数据，并将数据返回给主设备。

通过这种方式，可以轻松扩展单片机的存储容量。

2. 传感器数据采集模块SPI接口广泛应用于传感器数据采集模块。

传感器作为从设备连接到单片机系统，通过SPI接口将采集到的数据传输给主设备。

主设备可以根据需要发送控制命令到从设备，从而实现对传感器的配置和采集频率等参数的调整。

例如，温度传感器可以通过SPI接口将采集到的温度数据传输给单片机系统，从而实现实时温度监测。

其他类型的传感器，如加速度传感器、压力传感器等，也可以通过SPI接口与单片机进行数据交换，实现对环境参数的监测和控制。

3. 外部显示模块SPI接口还常被用于连接外部显示模块，如液晶显示屏（LCD）。

SPI总线简介与参考实例

SPI总线简介与参考实例SPI是英文Serial Peripheral Interface的缩写，中文意思是串行外围设备接口，SPI 是Motorola公司推出的首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的一种同步串行通讯方式。

这是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。

SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。

SPI总线系统是一种同步串行外设接口通信以交换信息。

外围设置FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。

SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。

一、基本原理1. SPI技术性能SPI接口是Motorola 首先提出的全双工三线同步串行外围接口，采用主从模式（Master Slave）架构；支持多slave模式应用，一般仅支持单Master。

时钟由Master 控制，在时钟移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后（MSB first）；SPI接口有2根单向数据线，为全双工通信，目前应用中的数据速率可达几Mbps 的水平。

2. SPI控制模式SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。

也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI （数据输入），SDO （数据输出），SCK （时钟），CS （片选）。

（1）MOSI – 主设备数据输出，从设备数据输入（主发从收）（2）MOSO – 主设备数据输入，从设备数据输出（主收从发）（3）SCLK – 时钟信号，由主设备产生（时钟线）（4）/SS – 从设备使能信号，由主设备控制其中SS 是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效。

SPI协议串行外设接口协议的解析

SPI协议串行外设接口协议的解析SPI（Serial Peripheral Interface）协议是一种串行外设接口协议，常用于在微控制器和外部设备之间进行数据通信。

本文将对SPI协议的基本原理、通信格式以及常见应用进行解析。

一、SPI协议概述SPI协议是一种同步的全双工通信协议，其核心思想是通过使用四根线（片选信号、时钟、输入数据、输出数据）来实现设备之间的通信。

SPI可以同时支持单主机和多从机的通信方式，能够实现高速数据传输，并且相对简单易用。

二、SPI工作原理SPI工作在主-从模式下，一个主设备可以与一个或多个从设备进行通信。

SPI协议中的主设备控制时钟信号，指示数据传输的开始和结束，从设备根据时钟信号来读取或写入数据。

SPI通信时，主设备通过选择片选信号来选择要与其通信的从设备。

三、SPI通信格式1. 时钟极性（CPOL）和相位（CPHA）：SPI通信协议的时钟极性和相位可以根据设备的要求进行设置，以适应不同设备的通信模式。

CPOL定义了在空闲状态下（时钟未激活）时钟信号的电平，高电平或低电平；CPHA定义了数据采样的时机，以时钟的上升沿还是下降沿为准。

2. 数据位顺序：SPI通信中数据传输的位顺序可以是LSB（Least Significant Bit，最低有效位）或MSB（Most Significant Bit，最高有效位）。

3. 传输速度：SPI通信的速度由主设备的时钟频率控制，可以根据从设备的要求和系统的稳定性来进行设置。

四、SPI应用场景SPI协议广泛应用于各种外设和传感器之间的通信，以下是几个常见的应用场景：1. 存储器芯片：SPI协议被广泛应用于存储器芯片（如Flash和EEPROM）和微控制器之间的通信，实现数据的读写操作。

2. 显示模块：很多液晶屏和OLED显示模块都采用SPI协议与主控制器进行通信，传输图像数据和命令。

3. 传感器：许多传感器（如温度传感器、加速度传感器等）通过SPI协议与控制器进行数据传输，实现实时数据采集和处理。

单片机中的SPI通信协议详解与应用案例

单片机中的SPI通信协议详解与应用案例SPI（Serial Peripheral Interface）是一种全双工、同步的串行通信协议，广泛应用于单片机与外围设备之间的通信。

本文将详细介绍SPI 通信协议的工作原理、通信格式以及在单片机应用中的实际案例。

### 一、SPI通信协议的工作原理SPI通信协议通常由一个主设备（Master）和一个或多个从设备（Slave）组成。

主设备负责发起通信并控制通信的时序，从设备则根据主设备的指令进行响应。

SPI通信使用四根线进行连接，包括时钟线（SCLK）、主设备输出从设备输入线（MOSI）、主设备输入从设备输出线（MISO）以及片选线（SS）。

在SPI通信中，通信双方通过时钟线同步数据传输，主设备在时钟信号的上升沿或下降沿触发数据传输，而从设备在时钟信号的相反沿进行数据接收。

此外，通过片选线可以选择与主设备进行通信的特定从设备，避免多个从设备同时响应。

### 二、SPI通信协议的通信格式在SPI通信中，数据传输的格式包括数据位数、传输顺序和时钟极性等方面的参数。

常见的SPI通信格式包括数据位宽（1~16位）、传输顺序（MSB first或LSB first）以及时钟极性（空闲时钟高电平或低电平）等。

数据传输过程中，主设备通过时钟线向从设备发送时钟信号，并同时通过MOSI线发送数据，从设备则通过MISO线接收并响应数据。

SPI通信中一般采用全双工通信方式，即主设备和从设备可以同时发送和接收数据。

### 三、SPI通信协议的应用案例SPI通信协议在单片机应用中具有广泛的应用场景，例如与外部存储器、传感器、显示屏等外围设备进行通信。

下面以单片机与外部存储器的通信为例，介绍SPI通信协议的应用过程。

1. 初始化SPI通信：配置主设备和从设备的通信参数，包括时钟频率、传输格式等，以确保通信双方能够正常进行数据传输。

2. 选中从设备：通过片选线选择要与主设备通信的具体从设备，避免多个从设备同时响应导致通信错误。

SPI协议示例

此文档中描述的SPI功能使SPI处理的软件最小化。在系统中使用 C8051F30X 器件作为总线上的 SPI 主器件。
M I S O （主入 / 从出）：此引脚用于串行数据从从器件输入，此引脚设置为开漏数据引脚。
S C K （串行时钟）：此引脚作为 C8051F30X 器件的串行时钟输出，设置为数据推挽输出。
使用 for循环变量 test_counter，SPI_return变量
连接MOSI和MISO引脚不能完全地测试执
是 SPI 输入字节。在函数调用选择从器件前行 SPI 的功能性。但是，它可以校验程序处
NSS 信号被拉到低，当调用函数取消选择它理 MOSI 和 MISO 是否正确。
后 NSS 被拉到高电平。在 SPI 数据传输后，
数，含有函数的文件首先必须汇编或编译。
所得的目标文件能被加到项目的生成列表中并
调用函数用下面的程序行：
链接到主（调用）软件。
in_spi = SPI_Transfer(out_spi);
为了满足所需功能主软件必须正确配置 C8051F30X 器件的通用 IO 引脚。参看第一页的“硬件接口”。SPI_Transfer( )函数的函数原型也需要在所有调用它的文件中声明。
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SPI通信协议(SPI总线)学习

SPI通信协议（SPI总线）学习
SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步的、全双工的通信总线，常用于连接微
控制器和外围设备。

SPI总线的通信协议相对简单，有四根信号线组成：SCLK（时钟
信号）、MOSI（主机输出从机输入信号）、MISO（主机输入从机输出信号）和SS （片选信号）。

SPI总线的工作方式如下：
1. 选择从机：主机通过将片选信号（SS）置低来选择要通信的从机。

通常每个从机都
有独立的片选线。

2. 时钟信号：主机通过时钟信号（SCLK）提供同步时钟给从机，控制数据传输的时钟周期。

3. 主机输出从机输入：主机将要发送给从机的数据通过主机输出从机输入信号（MOSI）发送给从机。

数据按照时钟的上升沿或下降沿传输。

4. 主机输入从机输出：从机将要发送给主机的数据通过主机输入从机输出信号（MISO）传输给主机。

数据按照时钟的上升沿或下降沿传输。

5. 数据传输顺序：数据传输是基于时钟信号的，每个时钟周期传输一个位。

主机和从
机按照特定的数据传输格式进行通信，可以是先传输最高有效位（MSB）或最低有效
位（LSB）。

6. 数据传输模式：SPI总线支持多种数据传输模式，如模式0、模式1、模式2和模式3，不同模式下时钟信号和数据传输的相位和极性不同。

7. 传输完成：主机通过将片选信号（SS）置高来结束通信。

SPI总线的优点是简单、高速、低成本，适用于连接多种外设，如传感器、存储器、显示器等。

然而，SPI总线并没有提供错误检测和纠正机制，需要通过其他方式保证数据的可靠性。

单片机中SPI接口的原理及应用案例分析

单片机中SPI接口的原理及应用案例分析SPI（Serial Peripheral Interface）是一种通信协议，常用于单片机与外部设备之间的数据传输。

它是一种全双工、同步的串行通信接口，通过四根信号线（SCLK、MOSI、MISO、SS）来进行数据的传输。

本文将介绍SPI接口的原理及其应用案例分析。

一、SPI接口原理SPI接口由一个主设备（Master）和一个或多个从设备（Slave）组成。

主设备通过SCLK信号产生时钟信号，并通过MOSI（Master Output Slave Input）引脚发送数据给从设备，从设备通过MISO（Master Input Slave Output）引脚将数据返回给主设备。

SS（Slave Select）信号用于选择从设备，通过使能或禁用从设备来实现数据传输的目标设备选择。

SPI接口的主设备控制整个通信过程。

主设备在发送数据之前需要将SS信号拉低，选择目标从设备。

然后主设备通过SCLK时钟信号控制数据的传输速率，每个时钟周期传输一个位。

在每个时钟周期的下降沿时，主设备将数据位通过MOSI线发送给从设备，并且从设备在上升沿时通过MISO线返回数据位给主设备。

数据的传输方式可以是8位、16位或更多位。

SPI接口的数据传输可以是全双工或半双工。

在全双工模式下，主设备和从设备可以同时发送和接收数据，互相独立。

在半双工模式下，主设备和从设备交替发送和接收数据，只能一边发送一边接收。

二、SPI接口的应用案例分析1. SPI接口与存储器的应用在许多嵌入式系统中，SPI接口常用于与存储器的连通。

例如，一些单片机将外部Flash存储器用于程序存储，通过SPI接口与单片机进行通信。

主设备发送读或写命令给存储器，从设备接收命令并执行相应的操作。

这种应用案例使得单片机能够扩展存储容量，提高系统的灵活性和可靠性。

2. SPI接口与传感器的应用SPI接口还常用于连接传感器，例如加速度传感器、压力传感器等。

(完整)SPI协议及工作原理分析

SPI协议及工作原理分析一、概述.SPI, Serial Perripheral Interface, 串行外围设备接口, 是 Motorola 公司推出的一种同步串行接口技术. SPI 总线在物理上是通过接在外围设备微控制器(PICmicro) 上面的微处理控制单元 (MCU) 上叫作同步串行端口(Synchronous Serial Port) 的模块(Module)来实现的, 它允许 MCU 以全双工的同步串行方式, 与各种外围设备进行高速数据通信.SPI 主要应用在 EEPROM, Flash, 实时时钟(RTC), 数模转换器(ADC), 数字信号处理器(DSP) 以及数字信号解码器之间. 它在芯片中只占用四根管脚 (Pin) 用来控制以及数据传输, 节约了芯片的 pin 数目, 同时为 PCB 在布局上节省了空间. 正是出于这种简单易用的特性, 现在越来越多的芯片上都集成了 SPI技术.二、特点1. 采用主-从模式(Master-Slave) 的控制方式SPI 规定了两个 SPI 设备之间通信必须由主设备 (Master) 来控制次设备(Slave). 一个 Master 设备可以通过提供 Clock 以及对 Slave 设备进行片选(Slave Select) 来控制多个 Slave 设备, SPI 协议还规定 Slave 设备的 Clock 由 Master 设备通过 SCK 管脚提供给 Slave 设备, Slave 设备本身不能产生或控制Clock, 没有 Clock 则 Slave 设备不能正常工作.2. 采用同步方式(Synchronous)传输数据Master 设备会根据将要交换的数据来产生相应的时钟脉冲(Clock Pulse), 时钟脉冲组成了时钟信号(Clock Signal) , 时钟信号通过时钟极性 (CPOL) 和时钟相位 (CPHA) 控制着两个 SPI 设备间何时数据交换以及何时对接收到的数据进行采样, 来保证数据在两个设备之间是同步传输的.3. 数据交换(Data Exchanges)SPI 设备间的数据传输之所以又被称为数据交换, 是因为 SPI 协议规定一个SPI 设备不能在数据通信过程中仅仅只充当一个 "发送者(Transmitter)" 或者 "接收者(Receiver)". 在每个 Clock 周期内, SPI 设备都会发送并接收一个 bit 大小的数据, 相当于该设备有一个 bit 大小的数据被交换了.一个 Slave 设备要想能够接收到 Master 发过来的控制信号, 必须在此之前能够被 Master 设备进行访问 (Access). 所以, Master 设备必须首先通过 SS/CS pin 对 Slave 设备进行片选, 把想要访问的 Slave 设备选上.在数据传输的过程中, 每次接收到的数据必须在下一次数据传输之前被采样. 如果之前接收到的数据没有被读取, 那么这些已经接收完成的数据将有可能会被丢弃, 导致 SPI 物理模块最终失效. 因此, 在程序中一般都会在 SPI 传输完数据后, 去读取 SPI 设备里的数据, 即使这些数据(Dummy Data)在我们的程序里是无用的.三、工作机制1. 概述上图只是对 SPI 设备间通信的一个简单的描述, 下面就来解释一下图中所示的几个组件(Module):SSPBUF, Synchronous Serial Port Buffer, 泛指 SPI 设备里面的内部缓冲区, 一般在物理上是以 FIFO 的形式, 保存传输过程中的临时数据;SSPSR, Synchronous Serial Port Register, 泛指 SPI 设备里面的移位寄存器(Shift Regitser), 它的作用是根据设置好的数据位宽(bit-width) 把数据移入或者移出 SSPBUF;Controller, 泛指 SPI 设备里面的控制寄存器, 可以通过配置它们来设置SPI 总线的传输模式.通常情况下, 我们只需要对上图所描述的四个管脚(pin) 进行编程即可控制整个 SPI 设备之间的数据通信:SCK, Serial Clock, 主要的作用是 Master 设备往 Slave 设备传输时钟信号, 控制数据交换的时机以及速率;SS/CS, Slave Select/Chip Select, 用于 Master 设备片选 Slave 设备, 使被选中的 Slave 设备能够被 Master 设备所访问;SDO/MOSI, Serial Data Output/Master Out Slave In, 在 Master 上面也被称为 Tx-Channel, 作为数据的出口, 主要用于 SPI 设备发送数据;SDI/MISO, Serial Data Input/Master In Slave Out, 在 Master 上面也被称为 Rx-Channel, 作为数据的入口, 主要用于SPI 设备接收数据;SPI 设备在进行通信的过程中, Master 设备和 Slave 设备之间会产生一个数据链路回环(Data Loop), 就像上图所画的那样, 通过 SDO 和 SDI 管脚, SSPSR 控制数据移入移出 SSPBUF, Controller 确定 SPI 总线的通信模式, SCK 传输时钟信号.2. Timing.上图通过 Master 设备与 Slave 设备之间交换 1 Byte 数据来说明 SPI 协议的工作机制.首先, 在这里解释一下两个概念:CPOL: 时钟极性, 表示 SPI 在空闲时, 时钟信号是高电平还是低电平. 若CPOL 被设为 1, 那么该设备在空闲时 SCK 管脚下的时钟信号为高电平. 当 CPOL 被设为 0 时则正好相反.CPHA: 时钟相位, 表示 SPI 设备是在 SCK 管脚上的时钟信号变为上升沿时触发数据采样, 还是在时钟信号变为下降沿时触发数据采样. 若 CPHA 被设置为 1, 则 SPI 设备在时钟信号变为下降沿时触发数据采样, 在上升沿时发送数据. 当 CPHA 被设为 0 时也正好相反.上图里的 "Mode 1, 1" 说明了本例所使用的 SPI 数据传输模式被设置成CPOL = 1, CPHA = 1. 这样, 在一个 Clock 周期内, 每个单独的 SPI 设备都能以全双工(Full-Duplex) 的方式, 同时发送和接收 1 bit 数据, 即相当于交换了 1 bit 大小的数据. 如果 SPI 总线的 Channel-Width 被设置成 Byte, 表示 SPI 总线上每次数据传输的最小单位为 Byte, 那么挂载在该 SPI 总线的设备每次数据传输的过程至少需要 8 个 Clock 周期(忽略设备的物理延迟). 因此, SPI 总线的频率越快, Clock 周期越短, 则 SPI 设备间数据交换的速率就越快.3. SSPSR.SSPSR 是 SPI 设备内部的移位寄存器(Shift Register). 它的主要作用是根据 SPI 时钟信号状态, 往 SSPBUF 里移入或者移出数据, 每次移动的数据大小由Bus-Width 以及 Channel-Width 所决定.Bus-Width 的作用是指定地址总线到 Master 设备之间数据传输的单位.例如, 我们想要往 Master 设备里面的 SSPBUF 写入 16 Byte 大小的数据: 首先, 给Master 设备的配置寄存器设置Bus-Width 为Byte; 然后往Master 设备的 Tx-Data 移位寄存器在地址总线的入口写入数据, 每次写入 1 Byte 大小的数据(使用 writeb 函数); 写完 1 Byte 数据之后, Master 设备里面的Tx-Data 移位寄存器会自动把从地址总线传来的1 Byte 数据移入 SSPBUF 里; 上述动作一共需要重复执行 16 次.Channel-Width 的作用是指定 Master 设备与 Slave 设备之间数据传输的单位. 与Bus-Width 相似, Master 设备内部的移位寄存器会依据Channel-Width 自动地把数据从 Master-SSPBUF 里通过 Master-SDO 管脚搬运到 Slave 设备里的 Slave-SDI 引脚, Slave－SSPSR 再把每次接收的数据移入Slave-SSPBUF里.通常情况下, Bus-Width 总是会大于或等于 Channel-Width, 这样能保证不会出现因 Master 与 Slave 之间数据交换的频率比地址总线与 Master 之间的数据交换频率要快, 导致 SSPBUF 里面存放的数据为无效数据这样的情况.4. SSPBUF.我们知道, 在每个时钟周期内, Master 与 Slave 之间交换的数据其实都是 SPI 内部移位寄存器从 SSPBUF 里面拷贝的. 我们可以通过往 SSPBUF 对应的寄存器 (Tx-Data / Rx-Data register) 里读写数据, 间接地操控 SPI 设备内部的SSPBUF.例如, 在发送数据之前, 我们应该先往 Master 的 Tx-Data 寄存器写入将要发送出去的数据, 这些数据会被 Master-SSPSR 移位寄存器根据 Bus-Width 自动移入Master-SSPBUF 里, 然后这些数据又会被Master-SSPSR 根据Channel-Width 从Master-SSPBUF 中移出, 通过Master-SDO 管脚传给Slave-SDI 管脚, Slave-SSPSR 则把从 Slave-SDI 接收到的数据移入Slave-SSPBUF 里. 与此同时, Slave-SSPBUF 里面的数据根据每次接收数据的大小(Channel-Width), 通过 Slave-SDO 发往 Master-SDI, Master-SSPSR 再把从Master-SDI 接收的数据移入 Master-SSPBUF.在单次数据传输完成之后, 用户程序可以通过从 Master 设备的 Rx-Data 寄存器读取 Master 设备数据交换得到的数据.5. Controller.Master 设备里面的 Controller 主要通过时钟信号(Clock Signal)以及片选信号(Slave Select Signal)来控制 Slave 设备. Slave 设备会一直等待, 直到接收到 Master 设备发过来的片选信号, 然后根据时钟信号来工作.Master 设备的片选操作必须由程序所实现. 例如: 由程序把 SS/CS 管脚的时钟信号拉低电平, 完成 SPI 设备数据通信的前期工作; 当程序想让 SPI 设备结束数据通信时, 再把 SS/CS 管脚上的时钟信号拉高电平.。

SPI总线协议介绍(易懂)

SPI总线协议介绍（易懂）目录CONTENTS•SPI总线协议产生背景•SPI总线协议内容介绍•SPI总线协议总结一、SPI总线协议背景12 SPI是由摩托罗拉(Motorola)公司于1979年开发的全双工同步串行总线，是微处理控制单元(MCU)和外围设备之间进行通信的同步串行端口。

主要应用在EEPROM、Flash、实时时钟(RTC)、数模转换器(ADC)、网络控制器、MCU、数字信号处理器(DSP)以及数字信号解码器之间。

SPI，全称Serial Peripheral Interface，中文意思是串行外部设备接口，是一种全双工、高速、同步的通信总线。

SPI 总线器件可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，一般使用4 条线:串行时钟线SCLK、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI 和低电平有效的从机选择线CS3SPI总线术语及定义，如表（1）所示：表（1） SPI总线术语及定义二、SPI总线协议内容1<1>.SPI总线采用主从模式架构，支持多从设备应用，一般只支持单主设备；<2>.当主设备想要和某从设备进行通信时候,主设备需要先向对应从设备的片选线(CS)山发送使能信号(高电平或者低电平,按从设备而定),表示选中该从设备；<3>.时钟由主设备控制，数据在时钟脉冲下按位传输，高位在前；<4>.目前应用中的数据速率可达几Mbps。

2SPI设备之间采用全双工模式通信，是一个主机和一个或者多个从机的主从模式。

主机负责初始化帧，这个数据传输帧可以用于读与写两种操作，片选线可以从多个从机选择一个来响应主机的请求。

如图（1）、图（2）、图（3）和图（4）所示图（1）SPI连接类型首先Master产生时钟，时钟频率小于或等于Slave支持的最大频率；随后Master通过产生时钟信号(SCLK)来控制数据传输，并通过将特定Slave的芯片选择(CS）线拉低来进行通信。

spi协议书

spi协议书SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行外围设备接口协议，用于在微控制器和外部设备之间进行通信。

SPI协议定义了通信的规范和通信的信号电平等细节，使得多个设备可以通过几根线进行数据传输。

SPI协议通常包括一个主设备（Master）和一个或多个从设备（Slave）。

主设备负责发送指令和接收数据，而从设备接收指令并发送数据给主设备。

SPI协议使用四根线进行通信，包括时钟线（SCLK）、主设备输出从设备输入线（MOSI）、主设备输入从设备输出线（MISO）和片选线（SS）。

在SPI通信过程中，时钟信号由主设备产生，时钟线上的每一个时钟周期都对应于一次数据传输。

主设备通过时钟来控制数据的传输速度，并在每个时钟周期内读取或写入数据。

数据的传输是全双工的，即主设备可以在同一个时钟周期内同时发送和接收数据。

传输的数据是按照字节进行的，每个字节由一个位起始位、8个数据位和一个位停止位组成。

主设备通过设置合适的时钟频率来确定数据传输的速率，速率可以在不同的设备之间进行调整以适应各种外设的要求。

为了进行通信，主设备需要选择要与其通信的从设备。

这是通过片选线来实现的，主设备通过将片选线拉低来选中某个从设备，其他从设备则处于非选中状态。

当通信结束后，主设备将片选线拉高以释放所选从设备，并准备选择其他从设备进行通信。

SPI协议的通信模式可以分为四种，包括主设备模式0、主设备模式1、从设备模式2和从设备模式3。

这些模式主要区别在时钟的极性（CPOL）和相位（CPHA）上。

CPOL定义了时钟线在空闲状态下的电平，CPHA定义了数据的采样和传输时钟的相位关系。

不同的模式适用于不同的外设，可以根据具体应用的需求进行选择。

SPI协议可以广泛应用于各种外部设备的通信，例如传感器、存储器芯片、显示器等。

它具有简单、快速、低成本等优势，通信效率高，适合于对实时性要求较高的应用场景。

同时，SPI协议也存在一些限制，例如只支持点对点通信和短距离通信等。

（SPI）工作原理及应用实例分析

（SPI）工作原理及应用实例分析ADμC812串行外设接口（SPI）工作原理及应用实例分析本文主要从全集成的12位数据采集系统ADμC812入手，通过首先分析其串行外设接口SPI的工作原理与系统组成，并用一个主机与从机的电路连接实例来说明其串行外设接口的具体应用特征，提供给嵌入式学习研究者一个完整的SPI 串行接口方案。

ADμC812在单个芯片内包含了高性能的自校准多通道ADC、2个12位DAC以及可编程的8位MCU（与8051兼容）。

为便于MCU与各种外围设备进行通信，ADμC812提供了3种串行I/O端口：UART接口、I2C兼容的串行接口和串行外设接口（SPI）。

其中，SPI接口是工业标准的同步串行接口，是一种全双工、三线通信的系统。

它允许MCU 与各种外围设备以串行方式（8位数据同时、同步地被发送和接收）进行通信。

在SPI接口中，数据的传输需要1个时钟信号和两条数据线。

SPI 可工作在主模式或从模式下。

在主模式，每一位数据的发送/接收需要1次时钟作用；而在从模式下，每一位数据都是在接收到时钟信号之后才发送/接收。

1个典型的SPI系统包括1个主MCU和1个或几个从外围器件。

SPI接口可设置成在发送/接收1个字节的结束时产生1次中断。

主时钟可以通过编程而成为不同的状态，既可编程为4种不同主波特率的任一种，又可对时钟的极性和相位进行编程。

SPI也可用于那些需要比微控制器上的并行I/O端口更多输入或输出端的场合中。

SPI提供了一种扩展I/O功能的最简单的办法，只需使用最少的微控制器引脚。

SPI串行接口可以在短距离内进行主机与从机的数据传送，并且具有多种可调的传输方式、连接电路简单、使用方便等优点。

为实现主机和从机及从外围设备的通信提供了一种简单、易行的方案。

一、工作原理1、SPI的信号说明SPI系统使用4条线可与多种标准外围器件直接接口：ADμC812的串行外设接口（SPI）及其应用2串行时钟线（SCLOCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS。

单片机中的SPI通信协议原理与应用案例

单片机中的SPI通信协议原理与应用案例SPI（Serial Peripheral Interface）是一种广泛应用于单片机和外设之间进行通信的串行通信协议。

该协议由Motorola公司在上世纪80年代开发，并在后续得到了各个厂商的广泛采用。

SPI通信协议具有简单、高效、灵活等特点，在众多应用场景下发挥着重要作用。

本文将介绍SPI通信协议的原理，以及在单片机应用中的实际案例。

首先，我们来了解SPI通信协议的基本原理。

SPI通信协议采用了主从模式进行通信，通常由一个主设备（Microcontroller）和一个或多个从设备（Peripheral devices）组成。

在SPI通信中，主设备负责产生时钟信号和控制信号，从设备则负责接收和发送数据。

SPI通信协议中主要有四条信号线，分别是：1. SCLK（Serial Clock）：时钟信号，由主设备产生并驱动整个通信的节奏。

2. MOSI（Master Output Slave Input）：主设备输出，从设备输入的信号线，主设备通过该线发送数据给从设备。

3. MISO（Master Input Slave Output）：主设备输入，从设备输出的信号线，从设备通过该线发送数据给主设备。

4. SS（Slave Select）：片选信号，用于选择与主设备进行通信的从设备。

SPI通信协议的工作流程如下：1. 主设备通过控制SS信号线，选择与之通信的从设备。

2. 主设备通过SCLK线给从设备提供时钟信号。

3. 主设备通过MOSI线发送数据给从设备。

4. 从设备接收到数据后，通过MISO线发送响应数据给主设备。

5. 主设备继续发送数据或者结束通信，通过控制SS信号线关闭与从设备的通信。

SPI通信协议具有以下特点：1. 简单高效：SPI通信协议的硬件实现相对简单，通信速度较快，适用于对速度要求较高的应用场景。

2. 灵活可靠：SPI通信协议没有固定的数据包格式和长度限制，通信双方可以自由协商并灵活定义数据的格式和长度。

SPI协议详解

SPI协议详解SPI的四种模式是什么，然后你不会，总是会有点尴尬。

读了这篇文章，你会对SPI协议有一定的认识，也会对你的面试有帮助。

协议是为了规范收发双方的，好的协议不仅需要速度的保证，还需要传输稳定，可拓展等等。

#SPI协议简介SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。

是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。

SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器等芯片，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。

SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200。

SPI主从模式硬件连接如下图4种工作模式波形时序如下图：#协议心得SPI接口时钟配置心得：在主设备配置SPI接口时钟的时候一定要弄清楚从设备的时钟要求，因为主设备的时钟极性和相位都是以从设备为基准的。

因此在时钟极性的配置上一定要搞清楚从设备是在时钟的上升沿还是下降沿接收数据，是在时钟的下降沿还是上升沿输出数据。

但要注意的是，主设备的SDO连接从设备的SDI，从设备的SDO连接主设备的SDI。

从设备SDI接收的数据是主设备的SDO发送过来的，主设备SDI接收的数据是从设备SDO发送过来的，所以主设备这边SPI时钟极性的配置（即SDO的配置）跟从设备的SDI接收数据的极性是相反的，跟从设备SDO发送数据的极性是相同的。

下面这段话是Sychip Wlan8100 Module Spec上说的，充分说明了时钟极性是如何配置的：The 81xx module will always input data bits at the rising edge of the clock, and the host will always output data bits on the falling edge of the clock.意思是：主设备在时钟的下降沿发送数据，从设备在时钟的上升沿接收数据。

单片机中的SPI通信协议详解

单片机中的SPI通信协议详解SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步串行通信协议，采用主从式结构，用于在嵌入式系统中实现设备之间的通信。

在单片机中，SPI通信协议被广泛应用于与外设的数据交换和设备控制。

1. SPI通信协议概述SPI通信协议由四根信号线组成，包括主设备输出（MOSI）、主设备输入（MISO）、时钟信号（SCLK）和片选信号（SS）。

其中，MOSI用于主设备向从设备传输数据，MISO用于从设备向主设备传输数据，SCLK用于同步主从设备的时钟，SS用于选择从设备。

2. SPI通信协议的传输方式SPI通信协议有两种传输模式，分别是全双工模式和半双工模式。

（1）全双工模式：主设备和从设备可以同时进行数据的发送和接收。

主设备通过MOSI将数据发送至从设备的MISO，同时从设备通过MISO将数据发送至主设备的MOSI。

这种模式下，同步时钟信号由主设备提供。

（2）半双工模式：主设备和从设备在同一时间段内只能进行数据的发送或接收。

主设备通过MOSI将数据发送至从设备的MISO，然后通过MISO将数据发送至主设备的MISO。

然后从设备向主设备发送数据的过程相同。

3. SPI通信协议的时序图SPI通信协议的时序图如下所示：```CPOL = 0 CPOL = 1------------------- -------------------| | | || Idle State | | Idle State || | | |------------------- -------------------| | | || | | |_______| |__________________| |_________Master | Slave | MasterData Send/Rec | Data Rec/Send | Data Send/Rec```其中，CPOL（Clock Polarity）和CPHA（Clock Phase）是SPI通信协议中的两个重要参数。