SPI 至I2C 接口
spi和I2C接口,jtag 接口
SPI--Serial Peripheral Interface，串行外围设备接口，是Motorola公司推出的一种同步串行通讯方式，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。
I2C--INTER-IC串行总线的缩写，是PHILIPS公司推出的芯片间串行传输总线。
它以1根串行数据线（SDA）和1根串行时钟线（SCL）实现了双工的同步数据传输。
具有接口线少，控制方式简化，器件封装形式小，通信速率较高等优点。
在主从通信中，可以有多个I2C总线器件同时接到I2C总线上，通过地址来识别通信对象。
SPI通常有SCK时钟，STB片选，DATA数据信号三个信号。
I2C通常有SDA 数据和SCL时钟两个信号。
SPI和IIC是2种不同的通信协议，现在已经广泛的应用在IC之间的通信中。
并且不少单片机已经整和了SPI和IIC的借口。
但像51这种不支持SPI和IIC 的单片机，也可以用模拟时钟的工作方式进行SPI和IIC的通信的。
IIC 接口的协议里面包括设备地址信息，可以同一总线上连接多个从设备，通过应答来互通数据及命令。
但是传输速率有限，不能实现全双工，不适合传输很多的数据。
SPI 有3线跟4线两种，4线的话，就是多了一条叫SDC的线，用来告知从设备现在传输的是数据还是指令。
这个接口较快，可以传输较连续的数据。
SPI要想连接多个从设备，就需要给每个从设备配备一根片选信号。
如果要可以实现全双工，也是需要多加一根数据线。
SPI总线比IIC总线的速度快！IIC总线比SPI总线通讯线少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公司推出的一种同步串行通讯方式，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到底什么是JTAG呢？JTAG(Joint Test Action Group)联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片内部测试。
I2C总线及SPI规范
10 位寻址的格式
主机将10 位从机地址发送到从机
传输的方向不改变 ,当起始条件后有10 位地址时每个从机 将从机地址第一个字节的头7 位11110XX 与自己的地址比 较,并测试看第8 位R/W 方向位是否为0 ,此时很可能超过 一个器件发现地址相同并产生一个响应A1, 所有发现地址 相同的从机将从机地址第2个字节的8位XXXXXXXX 与自 己的地址比较。此时只有一个主机发现地址相同并产生一 个响应A2 ，匹配的从机将保持被主机寻址直到接收到停 止条件P 或从机地址不同的重复起始条件Sr。
传输数据
响应：
数据传输必须带响应，相关的响应时钟脉冲由主机产生，在响应的时钟 脉冲期间发送器释放SDA 线高。 在响应的时钟脉冲期间接收器必须将SDA 线拉低，使它在这个时钟脉冲 的高电平期间保持稳定的低电平。
仲裁和时钟发生
仲裁过程中的时钟同步：
产生的同步SCL 时钟的低电平周期由低电平时钟周期最长的器件决定， 而高电平周期由高电平时钟周期最短的器件决定，如下图：
SPI接口简介
SPI的通信以主从方式工作，这种模式通常有1个主设备和 1个或多个从设备，一般需要4根线，事实上3根也可以(单向 传输时)。其也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI(数 据输入)，SDO(数据输出)，SCLK(时钟)，CS(片选) 。CS 决定了唯一的与主设备通信的从设备，如没有CS 信号，则 只能存在一个从设备，主设备通过产生移位时钟来发起通讯。 由SCLK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1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1次)，就可以完成8位数据的传输。
I2C和SPI-图文
I2C和SPI-图文SPI/I2C总线虽然现实世界中的信号都是模拟信号，但是越来越多的模拟IC产品通过数字接口实现通讯。
微处理器通过几条总线控制周边的设备，比如：模/数转换器（ADC），数/模转换器（DAC），智能电池，端口扩展，EEPROM以及温度传感器。
与数据的平行传输接口不同，串行数据通过两条、三条或者四条数据/时钟总线连续地传输比特数据。
虽然并行的总线具有传输速度快的特点，但是串行总线具有使用较少的控制和数据线的优点。
2线和3线的总线在大多数微处理器上应用于收发数据。
串行接口在提供串行时钟的主设备和从设备/周边设备之间的进行通讯。
串行接口有三种：三线、二线和单线。
本文着眼于二线和三线的串行接口。
三线的接口包括：片选线（CS或SS）、时钟线（SCLK）和数据输入/主设备输出线（DIN或MOSI）。
三线接口有时也包括一条数据输出/主设备输入线（DOUT或MISO）。
包含DOUT线的三线接口有时也叫做四线接口。
为了叙述的简便，本文将三线接口和四线接口统称为三线接口。
二线接口包括一条数据线（SDA或SMBDATA）和一条时钟线（SCL或SMBCLK）。
串行外设接口（SPI），队列串行外设接口（QSPI）和MicroWire（或MicroWire/Plu）接口都是三线接口。
芯片间总线（I2C）和SMBUS都是二线接口。
这些串行接口拥有各自的优点和缺点，见表1。
三线接口可以以更高的时钟频率工作，并且不需要上拉电阻。
SPI/QSPI和MicroWire接口都可以工作在全双工模式（数据可以在同一时间发送和接收）。
而且三线接口是边沿触发的而不是电平触发，因此具有更强的抗干扰能力。
三线接口的主要缺点是它要为每一个从设备提供一条片选线，除非将从设备用菊链形式连接。
另外一个缺点是三线接口没有应答机制去判断数据的收发是否正确。
二线接口的优点是使用更少的连线，这一点在紧凑的设计中尤为重要，比如：手机、光纤的应用，因为二线接口为每个从设备分配唯一的地址，所以可以实现一根总线连接多个从设备而不需要片选线。
SPI和IIC详解
工通信的特性。SPI总线上所有的传输都参照一个共同的时钟，这个同 步时钟信号由主设备产生。接收数据的从设备使用时钟对串行比特流 的接收进行同步化。
2
SPI总线协议
四条信号线： MISO(主机输入/从机输出) MOSI(主机输出/从机输入) SCLK(串行时钟) CS或SS (外设片选或从机选择) 特点： 全双工(输入/输出独立) 同步(带有时钟线) 物理结构简单 灵活性强
SCL； 2、每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的简 单的主机/从机关系软件设定地址，主机可以作为主机发送器或主 机接收器； 3、它是一个真正的多主机总线，如果两个或更多主机同时初始化 ，数据传输可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏； 4、串行的8 位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s，快 速模式下可达400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit/s； 5、连接到相同总线的IC 数量只受到总线的最大电容400pF 限制。
LSBFIRST:
发送帧格式 SPE: SPI使能 BR[2:0]: 波特率控制 MSTR: 主/从设置 CPOL/CPHA: 时钟极性/相位
13
控制寄存器SPI_CR2
中断使能设置： TXEIE: 发送缓冲区空中断使能 RXNEIE: 接收缓冲区非空中断使能 ERRIE: 错误中断使能
I2C通过串行数据（SDA）线和串行时钟 （SCL）线在连接到总线的器
件间传递信息。每个器件都有一个唯一的地址识别（无论是微控制器 ——MCU、LCD 驱动器、存储器或键盘接口），而且都可以作为一个 发送器或接收器（由器件的功能决定）。
CANI2SI2CSPI总线接口总结
CANI2SI2CSPI总线接口总结CAN（Controller Area Network）是一种面向实时通信的串行总线标准。
它最初是由Bosch公司开发，主要用于汽车电子系统中的控制和通信。
CAN总线采用差分信号传输，拥有较高的抗干扰能力和可靠性，可实现在复杂电气环境下的快速数据传输。
CAN总线可以支持多个设备的分布式通信，通过先进的协议机制实现高效的数据传输和数据帧的优先级设置。
CAN总线的通信速率通常为1 Mbps，可以满足实时性要求较高的应用场景，如汽车电子、工业控制和航空航天等。
I2S（Inter-IC Sound）是一种串行音频接口标准。
它由飞利浦（Philips）公司提出，用于在音频设备之间传输音频数据。
I2S接口采用三线制的同步通信方式，包括一个时钟线、一个数据线和一个帧同步线。
I2S接口支持双向通信，可以同时传输音频数据和控制信号。
I2S接口的主要特点是高保真音频传输和灵活的系统集成能力。
它广泛应用于消费电子产品，如音频解码器、音频处理器、音频放大器等。
I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信总线标准。
它由Philips公司开发，用于连接集成电路之间的通信。
I2C总线采用双线制的同步通信方式，包括一个时钟线和一个数据线。
I2C总线可以支持多个设备的串行连接，每个设备都有一个唯一的地址，可以通过该地址进行单独访问。
I2C总线具有简单、低功耗和可靠的特点，适用于连接存储器、传感器、显示器和其他外设等。
它的通信速率通常在100 kbps到3.4 Mbps之间，适用于中等速度的数据传输。
SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行外设接口标准。
它最早由Motorola公司提出，用于连接微控制器和外设之间的通信。
SPI总线采用四线制的同步通信方式，包括一个时钟线、一个主从选择线、一个主机输出从机输入线和一个主机输入从机输出线。
I2C总线与SPI总线技术教程
I2C总线的基本特性2
• 在单主系统中，每个I2C接口芯片具有唯一的器件地址， 各从器件之间互不干扰，相互之间不能进行通信。MCU与 I2C器件之间的通信是通过独一无二的器件地址来实现的。 • 如果两个或更多主机同时初始化数据传输，可以通过冲突 检测和仲裁防止数据被破坏。 • 任何器件通过I2C总线与MCU进行数据传送的方式基本一样， 决定了I2C总线软件编写的一致性。 • 数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s，快速模式 下可达400kbit/s，高速模式下、数据位、奇偶 校验位、停止位等(RS232\485)
数据传送方向概念
• 单工方式：只允许数据按照一个固定的方
向传送
• 半双工方式：每次只能有一个站发送，另
一个站接收
• 全双工方式：允许通信双方同时进行发送
和接收
串行与并行总线对比
• 与并行扩展总线相比，串行扩展总线能够最大程 度发挥最小系统的资源功能、简化连接线路，缩 小电路板面积、扩展性好，可简化系统设计。 • 串行总线的缺点是数据吞吐容量小，信号传输较 慢。但随着CPU芯片工作频率的提高，以及串行 总线的功能增强，这些缺点将逐步淡化。 • SPI、I2C、1-Wire、RS232是目前单片机应用系 统中最常用的几个串行总线接口。
I2C总线
I2C总线
• I2C（Inter Integrated Circuit）常译为 内部集成电路总线，或集成电路间总线， 它是由Philips公司推出的芯片间串行传输 总线。使用2线实现数据通信。
1根串行数据线（SDA）
1根串行时钟线（SCL）
S3C2410 I2C SPI接口
S3C2410 I2C总线接口Ø I2C（Inter－Integrated Circuit）总线 是由Philips半导体公司于上世纪80年为了 实现在同一块电路板上的各个器件进行简 单的消息传递而设计的。
Ø 开始信号：SCL为高电平时，SDA由高 电平向低电平跳变，开始传送数据Ø 结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向 高电平跳变，结束传送数据Ø 传输状态与空闲状态：当SCL为高电平 时，保持SDA高电平（或低电平）不变 ，那么I2C总线保持在传输状态或者空 闲状态。
Ø 应答信号：接收数据的组件在接收到 8bit数据后，向发送数据的I2C器件发 出特定的低电平脉冲，表示已收到数 据。
Ø 2． I2C总线的操作 Ø 控制字节 在起始条件之后，必须是器件的 控制字节，其中高四位为器件类型识别符 （不同的芯片类型有不同的定义），接着 三位为片选，最后一位为读写位，当为1时 为读操作，为0时为写操作。
Ø 写操作 分为“字节写”和“页面写”两种操作。
对于页面写，根据芯片的一次装载的字节 不同有所不同。
Ø 读操作 有三种基本操作：当前地址读、随 机读和顺序读三种。
Ø 3． I2C总线地址地址 0000000 0 0000000 1 0000001 X 0000010 X 0000011 X 00001XX X 11110XX X 11111XX X 用途 广播地址 起始字节 CBUS 地址（一种三线总线，和 I2C 不同） 保留地址，或者用做其他总线 保留地址 高速主设备地址（第三位用来确定主设备） 10 位地址模式 保留地址S3C2410 I2C总线功能模块 Ø S3C2410支持多主控的I2C串行总线接口。
Ø 一条专门的串行数据线（SDA）和一条时 钟信号线（SCL）在所有连接到I2C总线上 的主控组件和周边设备之间进行信息的传 送。
单片机的I2C和SPI通信
单片机的I2C和SPI通信I2C和SPI是两种不同的通信协议。
听到协议，似乎高不可攀，其实协议就是人们定义的一个标准而已，我们只要遵照这个标准去做事，就可以。
比如公司规定早上9点上班，我们就9点上班，不然就会扣薪水，这就是个协议。
用I2C通信的芯片最常用的就是EEPROM芯片，如Atmel的AT24CXX系列，此外，还有一些其它功能的芯片。
用SPI通信的芯片有外置FLASH芯片，同样，还有其他功能的一些芯片。
I2C通信需要用到两个引脚：SDA SCL。
SCL是时钟引脚，SDA是数据引脚。
(这是EEPROM芯片)(这是时钟芯片)SPI通信需要3个引脚或者4个引脚：CS SCK MOSI MISO。
SPI通信芯片的引脚名称不一定都是这几个名称，可能还有会别的名称，但是意思是一样的，例如MOSI引脚的意思是“主机输出从机输入”，某个SPI接口的芯片就有可能会写成SDI，因为这个SPI器件是作为从机的，所以它的SDI的意思就是“从机数据输入引脚”。
SPI通信过程为：把CS引脚拉低，然后SCK输出时钟，然后就可以在MOSI 引脚上输出数据，同时可以在MISO上获得数据了。
(这是一个SPI FLASH芯片，DO是MISO，DI是MOSI，CLK是SCK，功能一样，叫法不一样而已)(这是一个SPI接口的ADC芯片，Dout是MISO，DCLOCK就是SCK，这个芯片有3个SPI引脚)大部分单片机上面都会带有I2C口和SPI口，有可能还会有好几个I2C口和SPI口。
不过，不带I2C口和SPI口的单片机，也可以通过普通引脚的模拟他们的时序来进行通信。
而且，如果是初学者的话，一定要学习一下用普通引脚模拟，对他们的通信本质理解更深刻。
通信全程，其实就是控制引脚高低电平和检测引脚高低电平的过程，话说，控制单片机的引脚高低电平和检测引脚的高低电平，第一天学单片机就会了，所以，I2C通信和SPI通信也没什么难的地方。
给大家讲一个最简单的通信过程，例如我们称下面的通信名称为KJLWT，名字是不是看起来很吊，其实是“科技老顽童”的拼音首字母，因为接下来的协议是我刚刚发明的，所以以此命名^_^。
I2C、Microwire和SPI通信方式的介绍
I2C等各种通信方式的介绍串行E2PROM是可在线电擦除和电写入的存储器，具有体积小、接口简单、数据保存可靠、可在线改写、功耗低等特点，而且为低电压写入，在单片机系统中应用十分普遍。
串行E2PROM按总线形式分为三种，即I2C总线、Microwire总线及SPI 总线三种。
本文将以Microchip公司的产品为例对以上三种串行E2PROM进行介绍。
一、I2C总线型I2C总线，是INTER INTEGRATED CIRCUITBUS的缩写，I2C总线采用时钟(SCL)和数据(SDA)两根线进行数据传输，接口十分简单。
Microchip公司的24XX系列串行E2PROM存储容量从128位(16×8)至256k位(32k×8)，采用I2C总线结构。
24XX中，XX为电源电压范围。
1 引脚SDA是串行数据脚。
该脚为双向脚，漏极开路，用于地址、数据的输入和数据的输出，使用时需加上拉电阻。
SCL是时钟脚。
该脚为器件数据传输的同步时钟信号。
SDA和SCL脚均为施密特触发输入，并有滤波电路，可有效抑制噪声尖峰信号，保证在总线噪声严重时器件仍能正常工作。
在单片机系统中，总线受单片机控制。
单片机产生串行时钟(SCL)，控制总线的存取，发送STRAT和STOP信号。
2 总线协议仅当总线不忙(数据和时钟均保持高电平)时方能启动数据传输。
在数据传输期间，时钟(SCL)为高电平时数据(SDA)必须保持不变。
在SCL为高电平时数据线(SDA)从高电平跳变到低电平，为开始数据传输(START)的条件，开始数据传输条件后所有的命令有效；SCL为高电平时，数据(SDA)从低电平跳变到高电平，为停止数据传输(STOP)的条件，停止数据传输条件后所有的操作结束。
开始数据传输START后、停止数据传输STOP前，SCL高电平期间，SDA上为有效数据。
字节写入时，每写完一个字节，送一位传送结束信号ACK，直至STOP；读出时，每读完一个字节，送一位传送结束信号ACK，但STOP前一位结束时不送ACK信号。
SPI总线,IIC总线
2
I2C总线 总线
I2C总线始终和先进技术保持同步，并保持其向 总线始终和先进技术保持同步， 总线始终和先进技术保持同步 下兼容性。 下兼容性。 I2C总线采用二线制传输，一根是数据线SDA 总线采用二线制传输，一根是数据线 总线采用二线制传输 ），另一根是时钟线 （Serial Data Line），另一根是时钟线 ），另一根是时钟线SCL ），所有 （serial clock line），所有 2C器件都连接在 ），所有I 器件都连接在 SDA和SCL上，每一个器件具有一个唯一的地 和 上 址。 I2C总线是一个多主机总线，总线上可以有一 总线是一个多主机总线， 总线是一个多主机总线 个或多个主机（或称主控制器件）， ），总线运行 个或多个主机（或称主控制器件），总线运行 由主机控制。 由主机控制。 I2C总线支持多主（multi-mastering）和主从 总线支持多主（ 总线支持多主 ） （master-slave）两种工作方式。 ）两种工作方式。 3
4
I2C总线 总线
多主方式下， 总线上可以有多个主机 总线上可以有多个主机。 总线 多主方式下，I2C总线上可以有多个主机。I2C总线 需通过硬件和软件仲裁来确定主机对总线的控制权。 需通过硬件和软件仲裁来确定主机对总线的控制权。 主从工作方式时，系统中只有一个主机， 主从工作方式时，系统中只有一个主机，总线上的 其它器件均为从机（具有I 总线接口），只有主 总线接口）， 其它器件均为从机（具有 2C总线接口），只有主 机能对从机进行读写访问，因此， 机能对从机进行读写访问，因此，不存在总线的竞 争等问题。在主从方式下， 总线的时序可以模 争等问题。在主从方式下，I2C总线的时序可以模 总线的使用不受主机是否具有I 拟 ，I2C总线的使用不受主机是否具有 2C总线接口 总线的使用不受主机是否具有 总线接口 的制约。 的制约。 ——MCS-51系列单片机本身不具有 2C总线接口， 系列单片机本身不具有I 总线接口， 系列单片机本身不具有 总线接口 可以用其I/O口线模拟 总线 口线模拟I 可以用其 口线模拟 2C总线
SPI、I2C接口的定义以及区别
SPI、I2C接口的定义以及区别1、SPI(Serial Peripheral Interface串行外围接口)：高速、全双工、同步串行口。
三或四个信号用于数据交换：SIMO:从进，主出SOMI:从出，主进UCLK:时钟，由主机驱动，从机用它发送和接收数据STE：从机发送允许，用于四线模式中控制多主从系统中的多个从机三线SPI组成：串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。
SPI总线可以实现多个SPI设备互相连接。
提供SPI串行时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master)，其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。
主从设备间可以实现全双工通信，当有多个从设备时，还可以增加一条从设备选择线。
四线SPI模式用附加控制线，来允许从机数据的发送和接收，它由主机控制。
SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输,在主器件的移位脉冲下,数据按位传输,高位在前,地位在后,为全双工通信。
如果用通用IO口模拟SPI总线，必须要有一个输出口(SDO)，一个输入口(SDI)，另一个口则视实现的设备类型而定，如果要实现主从设备，则需输入输出口，若只实现主设备，则需输出口即可，若只实现从设备，则只需输入口即可。
UART需要固定的波特率，而SPI则无所谓，因为它是有时钟的协议。
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。
2、I2C(Inter IC Bus)接口定义：I2C总线是双向两线(SCL——串行时钟、SDA——串行数据线)制同步串行总线，具有竞争检测和仲裁机制，可使多个主机任意同时发送数据而不破坏总线上的数据信息。
非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。
在它的协议体系中，传输数据时都会带上目的设备的设备地址，因此可以实现设备组网。
特点：A、每个连到总线上的器件都可由软件唯一的地址寻址，并建立简单的主从关系。
SPI和I2C接口技术在单片机系统中的比较与选择
SPI和I2C接口技术在单片机系统中的比较与选择概述：在单片机系统中，SPI（Serial Peripheral Interface）和I2C（Inter-Integrated Circuit）是两种常用的串行通信接口技术。
它们被广泛应用于各种嵌入式系统中，包括传感器、设备和外设之间的通信。
本文将对SPI和I2C接口技术进行比较，并探讨在不同情景下的选择。
一、SPI接口技术SPI是一种同步串行通信协议，允许单片机与多个外围设备进行双向通信。
SPI 接口使用了四条信号线：SCLK（时钟线）、MOSI（主机数据输出从机数据输入线）、MISO（主机数据输入从机数据输出线）和SS/CS（片选/使能信号线）。
使用SPI接口的主要优点如下：1. 高速：SPI接口能够达到很高的传输速率，有助于实现实时数据传输和高速操作。
2. 简单：SPI接口的硬件和软件实现相对简单，易于使用和调试。
3. 多从机支持：SPI支持主机与多个从机之间的通信，可以控制多个外围设备。
4. 数据传输可靠性：SPI接口在传输数据时具有很高的可靠性和稳定性。
然而，SPI接口也有一些限制和缺点：1. 连接数限制：SPI接口对于从机数量有一定限制，通常只能连接少量的外围设备。
2. 复杂性：虽然SPI接口的硬件实现比较简单，但在多从机情况下，软件实现可能更加复杂。
3. 电线数量：SPI接口需要四条信号线，这可能限制了系统设计的灵活性。
4. 电线长度：SPI接口的传输距离受限于电线长度并且容易受到传输信号的干扰。
二、I2C接口技术I2C接口是一种串行双向通信协议，也被称为TWI（Two Wire Interface）。
它使用了两条信号线：SCL（时钟线）和SDA（数据线）。
I2C接口可以实现多个从机与单个主机之间的通信。
I2C接口的优点包括：1. 简单：I2C接口的硬件和软件实现相对简单，易于集成和调试。
2. 多从机支持：I2C接口允许连接多个从机，方便实现复杂的系统。
I2CSPIUSBUART常见接口的原理简析
I2CSPIUSBUART常见接口的原理简析I2C、SPI、USB和UART是常见的串行通信接口，用于在电子设备之间传输数据。
以下是对这些接口的原理进行简析：1.I2C接口：I2C（Inter-Integrated Circuit）是由飞利浦公司开发的一种串行通信接口。
它使用两根线路：SDA（Serial Data Line）和SCL（Serial Clock Line）。
SDA是用于传输数据的双向线路，而SCL则是用于提供时钟信号的单向线路。
I2C采用主从架构，其中一个设备作为主设备，控制通信的发起和结束；其他设备则作为从设备进行被动响应。
在I2C通信中，主设备发起传输时，首先发送一个起始位（Start bit），然后发送从设备地址和读/写标志。
从设备在接收到地址后，会回应一个应答位（ACK/NACK），表示是否正确接收到地址。
主设备接收到应答位后，就可以传输数据了。
每次传输期间，主设备发送一个字节的数据，并等待从设备的回应。
传输完成后，主设备发送一个停止位（Stop bit）来结束通信。
2.SPI接口：SPI（Serial Peripheral Interface）是一种全双工的串行通信接口，用于连接微控制器与外设。
SPI接口使用四根线路：SCK（Serial Clock）、MOSI（Master Out Slave In）、MISO（Master In Slave Out）和SS（Slave Select）。
SCK提供时钟信号，MOSI和MISO用于数据传输，SS允许主设备选择从设备。
在SPI通信中，主设备通过SCK线提供时钟信号，每个时钟周期传输一位数据。
MOSI线上的数据由主设备传输给从设备，而MISO线上的数据由从设备传输给主设备。
通信开始前，主设备发送一个特定的时钟脉冲数来确定通信速率。
然后，主设备通过选中特定的SS线，选择与之通信的从设备。
之后，主设备通过SCK线驱动数据的传输。
I2C总线和SPI总线总结
I² C vs SPI: 哪位是赢家？
我们来对比一下 I² C 和 SPI 的一些关键点：
第一，总线拓扑结构/信号路由/硬件资源耗费
I² C 只需两根信号线，而标准 SPI 至少四根信号，如果有多个从设备，信号需要 更多。一些 SPI 变种虽然只使用三根线——SCLK, SS 和双向的 MISO/MOSI， 但 SS 线还是要和从设备一对一根。另外，如果 SPI 要实现多主设备结构，总线 系统需额外的逻辑和线路。用 I² C 构建系统总线唯一的问题是有限的 7 位地址 空间，但这个问题新标准已经解决——使用 10 位地址。从第一点上看，I² C是 明显的大赢家。
当两支主设备竞争总线的时候赢家并不知道竞争的发生只有输家发现了冲突当它写一个逻辑1却读到0时而退出竞10位设备地址任何iic设备都有一个7位地址理论上现实中只能有127种不同的iic设备
关于 I²C 和 SPI 总线协议
I² C vs SPI
现今，在低端数字通信应用领域，我们随处可见 I² C (Inter-Integrated Circuit) 和 SPI (Serial Peripheral Interface)的身影。原因是这两种通信协议非常适合近距 离低速芯片间通信。Philips（for I² C）和 Motorola（for SPI） 出于不同背景和 市场需求制定了这两种标准通信协议。 I² C 开发于 1982 年，当时是为了给电视机内的 CPU 和外围芯片提供更简易的 互联方式。 电视机是最早的嵌入式系统之一，而最初的嵌入系统是使用内存映射 （memory-mapped I/O）的方式来互联微控制器和外围设备的。要实现内存映 射， 设备必须并联入微控制器的数据线和地址线，这种方式在连接多个外设时需 大量线路和额外地址解码芯片，很不方便并且成本高。 为了节省微控制器的引脚和和额外的逻辑芯片， 使印刷电路板更简单， 成本更低， 位于荷兰的 Philips 实验室开发了 „Inter-Integrated Circuit‟，IIC 或 I² C ，一种 只使用二根线接连所有外围芯片的总线协议。最初的标准定义总线速度为 100kbps。经历几次修订，主要是 1995 年的 400kbps，1998 的 3.4Mbps。 有迹象表明，SPI 总线首次推出是在 1979 年，Motorola 公司将 SPI 总线集成在 他们第一支改自 68000 微处理器的微控制器芯片上。SPI 总线是微控制器四线 的外部总线（相对于内部总线）。与 I² C 不同，SPI 没有明文标准，只是一种事 实标准，对通信操作的实现只作一般的抽象描述，芯片厂商与驱动开发者通过 data sheets 和 application notes 沟通实现上的细节。
SPI与I2C通讯协议
1.SPI通信协议SPI通讯协议为串行同步接口通讯协议。
SPI总线可进行全双工数据传输，SPI接口较快，传输速度高达5Mbps。
SPI连接多个从设备时，只要给每个从设备配一片选信号。
如下图，加译码器（或者不同的I/O口）选中设备，即可由一个主设备、多个从设备组成。
①SPI通信时有四种信号：SDI（数据输入）、SDO（数据输出）、SCK（时钟）、CS（从设备使能信号）。
②数据传输方向：MOSI（主出/从入）、MISO（主入/从出）。
③SPI通信时可以实现全双工，数据传输过程时先传输最高位，先将CS引脚拉低，选中从设备，然后通过SCLK输出时钟，在MOSI引脚上输出数据，同时在MISO上获得数据。
④SPI通信时主设备控制时钟，没有数据交换时时钟线要么是高电平要么是低电平，并不像UART或者IIC通信有专门的通信周期，通信起始信号，通信结束信号。
2.I2C通信协议I2C通信协议用于串行外设接口、近距离传输的器件中。
总线在传送数据过程中共有三种类型信号，分别是：开始信号、结束信号和应答信号。
①由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。
数据可以双向传送，高速I2C总线一般可达400kbps以上。
用I2C通信的芯片最常用的是EEPROM芯片。
②两线制：SCL(时钟)、SDA(数据)。
③起始信号：SCL为高电平期间，SDA由高变低后开始传送数据；④终止信号：SCL为高电平期间，SDA由低变高后结束传送数据。
⑤应答信号：接收数据的设备在接收到8bit数据后，向发送数据的设备发出应答信号（低电平脉冲），表示已收到数据。
数据传输时序图总结两种总线的异同点：①I2C总线不是全双工，两根线SCL与SDA。
SPI总线实现全双工，四根线SCK、CS、MOSI、MISO。
②I2C总线是多主机总线，通过SDA上的地址信息来锁定从设备。
SPI总线只有一个主设备，主设备通过CS片选来确定从设备。
③I2C总线传输速度在100kbps~4Mbps。
SPI UART I2C接口的定义
SPI、UART、I2C接口的定义SPI：高速同步串行口。
3～4线接口，收发独立、可同步进行UART：通用异步串行口。
按照标准波特率完成双向通讯，速度慢SPI:一种串行传输方式,三线制,网上可找到其通信协议和用法的3根线实现数据双向传输串行外围接口Serial peripheral interfaceUART:通用异步收发器UART是用于控制计算机与串行设备的芯片。
有一点要注意的是，它提供了RS-232C数据终端设备接口，这样计算机就可以和调制解调器或其它使用RS-232C接口的串行设备通信了。
作为接口的一部分，UART还提供以下功能：将由计算机内部传送过来的并行数据转换为输出的串行数据流。
将计算机外部来的串行数据转换为字节，供计算机内部使用并行数据的器件使用。
在输出的串行数据流中加入奇偶校验位，并对从外部接收的数据流进行奇偶校验。
在输出数据流中加入启停标记，并从接收数据流中删除启停标记。
处理由键盘或鼠标发出的中断信号（键盘和鼠票也是串行设备）。
可以处理计算机与外部串行设备的同步管理问题。
有一些比较高档的UART还提供输入输出数据的缓冲区，现在比较新的UART是16550，它可以在计算机需要处理数据前在其缓冲区内存储16字节数据，而通常的UART是8250。
现在如果您购买一个内置的调制解调器，此调制解调器内部通常就会有16550 UART。
I2C:能用于替代标准的并行总线，能连接的各种集成电路和功能模块。
I2C是多主控总线，所以任何一个设备都能像主控器一样工作，并控制总线。
总线上每一个设备都有一个独一无二的地址，根据设备它们自己的能力，它们可以作为发射器或接收器工作。
多路微控制器能在同一个I2C总线上共存。
UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 通用异步收发器方C总线：I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。
由于接口直接在组件之上，因此I2C总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。
I2C 总线技术与SPI总线
总线I2C 总线技术与SPI总线void response(){scl=1;delay();sda=0;delay();}最佳答案不对。
bit Ask() //检测应答{bit ack_bit; //储存应答位SDA = 1; // 发送设备（主机）应在时钟脉冲的高电平期间(SCL=1)释放SDA线，//以让SDA线转由IIC设备控制_nop_(); //等待一个机器周期_nop_(); //等待一个机器周期SCL = 1; //根据上述规定，SCL应为高电平_nop_(); //等待一个机器周期_nop_(); //等待一个机器周期_nop_(); //等待一个机器周期_nop_(); //等待一个机器周期_nop_(); //等待一个机器周期ack_bit = SDA; //IIC设备向SDA送低电平，表示已经接收到一个字节//若送高电平，表示没有接收到，传送异常结束发送SCL = 0; //SCL为低电平时，SDA上数据才允许变化(即允许以后的数据传递）return ack_bit; // 返回IIC应答位}SPI总线----串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口。
Motorola公司生产的绝大多数MCU（微控制器）都配有SPI硬件接口，如68系列MCU。
SPI总线是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，所以，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。
IIC总线是荷兰飞利浦PHILIPS开发的一种高效，实用，可靠的双向二线制(也有3线制，家电很少用）串行数据传输结构总线，该总线使各电路分割成各种功能的模块，并进行软件化设计，各个功能模块电路内都有集成一个IIC总线接口电路，因此都可以挂接在总线上，很好的解决了众多功能IC与CPU之间的输入输出接口，使其连接方式变得十分简单。
IIC总线上的器件分为主控器和被控器两大类它们之间只要在正常工作，总有一个IIC在总线上发送信息数据（一般是在开机后cpu首先像各个功能模块电路发出自检信号，得到各个功能模块电路正常反馈的数据信号后机器才进入正常工作状态）。
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应用笔记486 利用MAX II CPLD 实现SPI 至I 2C 接口引言本设计实现了两种应用广泛的共享总线体系结构之间的协议转换：串行外设接口(SPI)和I 2C 总线。
Altera ® Max ® II CPLD 起到了桥接的作用，使 SPI 接口主机能够与通过I 2C 总线连接的器件进行通信。
I 2C 和SPII 2C 是串行2线窄带工业标准协议，用于嵌入式系统中各种低速外设之间的通信。
而SPI 是应用广泛的4线快速全双工串行通信接口。
现在很多嵌入式系统都有SPI 接口，和I 2C 外设连接有一定的困难。
实现这种连接的方法之一是修改系统，但是性价比低。
最好的方法是使用CPLD 来桥接这两种接口。
本设计使用MAX II CPLD 来实现这一桥接功能，该器件非常灵活，功耗低，能够以较高的性价比集成到嵌入式系统中。
对主机(SPI 主机)而言，CPLD 是 SPI 从机， 而对于I 2C 总线，它是主机。
利用MAX IICPLD 实现SPI 至I 2C 的接口本设计支持SPI 接口主机对其他设备的数据流控制，这些设备包括A/D 转换器、LED 控制器、音频处理器等，通过I 2C 接口来读取温度传感器、硬件监视器和诊断传感器等。
图1所示为采用MAX II CPLD 来实现SPI 至I 2C 的接口。
它作为SPI 从机和SPI 主机进行接口，使用了四种信号线，控制用的SS 和SCLK 信号，数据用的MISO 和MOSI 信号。
I 2C 总线一侧接口有两条信号线，SCLK 和SDA 信号。
2007年12月，1.0版图1.利用MAX II CPLD实现SPI至I2C 的接口SPI接口SPI总线通常只有一个主机以及和它相连的多个从机。
CPLD作为从机之一和 SPI主机设备相连，实现桥接功能。
图2所示为SPI时序图。
表1对SPI接口引脚进行了说明。
图2.SPI时序图表1.SPI接口引脚说明信号目的方向SS从机选择输入(低电平有效)SCLK SPI时钟输入MISO主机输入从机输出输出MOSI主机输出从机输入输出SPI主机发送：■命令寄存器(8位)■数据输入(8位)SPI主机接收：■状态寄存器(8位)■数据输出(8位)SPI字长度固定为16比特。
如图2所示，CPOL=0和CPHA=1。
在每一个SPI字中，命令寄存器规定I2C总线上的功能，数据输入保持I2C总线要发送的数据。
类似的，状态寄存器的最后一位是应答位，数据输出是在前一I2C周期中通过I2C线接收到的数据。
在每一SPI总线的最后，从机选择线变为高电平，指示完成一个字的发送，对于此时命令寄存器中的每个值，执行一个I2C总线周期。
经过固定时延后，根据I2C SCL上的频率，可以发送另一个SPI字。
两个SPI字之间的最小时延是I2C SCL时钟频率。
I 2C 接口CPLD 作为 I 2C 总线的主机，实现桥接功能。
由于本设计的目的是提供SPI 主机和I 2C 从机之间的接口，因此，I 2C 总线不支持多个主机。
表2对I 2C 接口引脚进行了说明。
根据从SPI 一侧接收到的命令寄存器值来执行I 2C 功能。
表3列出了命令寄存器中存储的重要命令。
某一I 2C 操作读入的数据存储在数据输出寄存器中，由SPI 主机在下一SPI 操作中读取。
SPI 主机需要最后一个命令字 00000000 (b)来读取状态值，而数据输出寄存器对I 2C 总线不作任何操作。
I 2C 命令格式如图3所示。
图3.I 2C 命令格式表2.I 2C 接口引脚说明 信号目的方向SCLK I 2C 串行时钟输出SDA I 2C 数据总线双向表3.I 2C 命令 命令寄存器I 2C 线的目的寄存器中的数据10000000启动/重新启动从机地址 + R/W 01000000写入一个字节要写入的数据00100000读取一个字节不重要00010000停止不重要00000000空，等待状态不重要设计实现本设计可以采用EPM240或者其他MAX II CPLD 来实现。
实现过程涉及到使用设计源代码，为MAX II CPLD 的通用I/O (GPIO)线分配相应的信号和控制线等。
在演示设计实现时，还需要一个SPI 主机和一个I 2C 从机。
以下步骤详细说明了这一设计演示，演示用到了MDN-B2电路板，以及采用了Freescale SPIGen 软件(以及对应的并口硬件)的PC 并口SPI 环境和I 2C 从机电池量表模块(由MDN-B2提供)。
表4 列出了EPM240G 的引脚分配。
1在Quartus ® II 软件的器件和引脚选项设置中，将未使用的引脚分配为input tri-stated 。
在引脚分配过程中，在Quartus II 软件的I/O 标准栏中，将SPI_sclk 分配为2.5-V 施密特触发器输入。
Quartus II 软件的分配编辑器被用于使能I2C_scl 和I2C_sda 引脚的Auto Open Drain 。
打开相应的设置后，对设计进行编译。
设计说明请按照以下步骤，在MDN-B2演示板上对设计进行演示：1.使用PC 及其并口，下载SPI 仿真软件以建立SPI 环境，例如来自Freescale 的SPIGen 。
接受了Freescale 的使用条款，并免费注册后，可免费下载该软件。
表4.EPM240G 引脚分配引脚分配信号引脚I2C_scl :引脚39I2C_sda 引脚40SPI_cs 引脚95SPI_miso 引脚91SPI_mosi 引脚92SPI_clk 引脚96f请访问下面的网址，下载SPI仿真软件：/files/soft_dev_tools/software/device_drivers/SPIGen.html2.完成注册后，下载并安装SPIGen。
您需要对它进行配置，以适应您的应用程序以及由MDN-B2演示板提供的并口至SPI软件狗。
3.打开SPIGen软件，单击Configure菜单。
选择Edit Configuration。
在General标签中，确定默认的Port Address是正确的PC并口地址。
如果不是，进行正确的选择。
您可以查看下面的设置，找到PC的并口地址：Control Panel > System > Hardware > DeviceManager > Ports > ECP Printer Port (LPT1) > Resources。
图4所示为演示布局。
图4.演示布局4.选择16位格式，以十六进制(Intel格式)文件格式(.hex)来显示SPI值。
5.按照以下步骤来配置SPI Pins标签：a.保持引脚分配的默认设置不变(Chip Select:2，Data In: 3，Data Out: 12，Clock: 4)。
b.保持Bit Order的默认设置MSB is sent first不变。
c.将Chip Select改为High when asserted。
d.将Data In和Data out改为Low = 1。
e.将SPI Type改为Type 4。
f.单击Apply和OK，返回到SPIGen主屏幕。
6.将并口至SPI软件狗和PC的并口相连。
可以使用并口延长线以方便软件狗和演示板的连接。
现在可以使用基于并口的SPI环境了。
7.打开演示板电源(使用滑动开关SW1)。
通过演示板的JTAG插头JP5和普通编程电缆(ByteBlaster™II或者USB-Blaster™)，把设计下载到MAX II CPLD中。
8.在编程启动前以及启动过程中，保持演示板上SW4的按下状态不变。
完成后，关断电源，拔下JTAG连接器。
9.把DS2745 I2C电池量表模块(由MDN-B2演示板提供)安装到演示板的JP3上。
确定模块的红色标记对准JP3的pin#1。
10.将并口至SPI软件狗和演示板相连。
11.将软件狗尾端的6针连接器连接到演示板的JP8上。
确定 6针连接器的红色线对准 JP8的pin#2。
1注意，JP8是10x2引脚插头；这一6针连接器只占用JP8的一个端口。
12.使用滑动开关SW1打开演示板。
13.表5列出了在SPIGen软件中，使用Word to Send (DI)域发送.hex数据的顺序。
表5.使用SPIGen，Hex格式的 SPI “Data to Send”信号方向命令/数据发送(DI)80 90 (启动+ 从机地址)发送 (DI)40 0C (写入 + 存储器地址)接收(DO)01 00 (ack)发送 (DI)80 91 (启动+ 从机地址)接收(DO)01 00 (ack)发送(DI)20 00 (读)接收(DO)01 ?? (ack + MSB数据)发送(DI)00 00 (没有操作)接收(DO)01 ?? (ack + LSB数据)14.每次发送SPI数据时，使用表5的.hex数据，单击Send Once。
确定收到了应答数据。
15.观察接收到的电池量表数据。
收到的有两部分，首先是MSB 8位数据，然后是LSB 3位数据(最后一行)。
16.改变电池量表模块的黄色预置部分，观察接收数据的变化。
黄色预置部分改变了电池量表芯片(Maxim DS2745)的输入电压值，该芯片通过其I2C接口，以11位 2进制兼容格式来提供电压读数。
f如果需要了解详细信息，请参考：/quick_view2.cfm/qv_pk/4994源代码本文档所介绍的设计采用了Verilog来实现，成功地运行在MDN-B2演示板上。
下面的链接提供源代码、测试台文件以及完整的Quartus II工程：/literature/an/an486_design_example.zip结论正如本设计所示，MAX II CPLD是实现SPI和I2C等工业标准接口非常好的选择。
其低功耗、易于上电以及内部振荡器等特性使其成为SPI至I2C等接口转换应用理想的可编程逻辑器件选择。
参考文档本应用笔记参考了以下文档：■/literature/an/an486_design_example.zip■/files/soft_dev_tools/software/device_drivers/SPIGen.html■/quick_view2.cfm/qv_pk/4994其他资源以下是本应用笔记的其他资源：■MAX II CPLD主页：/products/devices/cpld/max2/mx2-index.jsp■MAX II器件资料：http://www.altera.-com/literature/lit-max2.jsp■MAX II关断设计：/support/examples/max/exm-power-down.html■MAX II应用笔记：AN 428：MAX II CPLD设计指南AN 422：利用MAX II CPLD实现便携式系统的功耗管理文档版本历史表6列出了本应用笔记的版本历史。