SPI接口详细讲解

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SPI简介讲解

一SPI协议概括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转换器一 SPI协议概括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，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。

spi工作原理

spi工作原理
SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步串行通信接口，用于在芯片之间传输数据。

它由主设备（Master）和从设备（Slave）组成，主设备控制通信的时钟信号，并发送和接收
数据。

SPI工作原理如下：
1. 时钟信号同步：SPI使用时钟信号将主设备和从设备保持同步。

主设备产生时钟信号，从设备根据时钟信号进行数据传输。

2. 主从选择：主设备通过选择特定的从设备使其处于工作模式。

可以通过片选引脚（Slave Select，SS）来选择从设备。

3. 数据传输：主设备发送一个数据位到从设备，从设备接收并响应主设备发送的数据位。

数据在时钟的上升沿或下降沿进行传输。

4. 数据帧：SPI通信以数据帧为基本传输单位。

数据帧由一个
数据位和可能的附加控制位组成。

数据位可以是单向的（只能由主设备发送）或双向的（主从设备都可以发送和接收）。

5. 传输模式：SPI支持多种传输模式，如CPOL（Clock Polarity）和CPHA（Clock Phase）。

CPOL决定时钟信号在空
闲状态时的电平，CPHA决定数据采样的时机。

6. 传输速率：SPI的传输速率由时钟信号的频率决定。

一般来说，SPI的传输速率比较高，可以达到几十兆赫兹甚至上百兆
赫兹。

需要注意的是，SPI是一种点对点的通信接口，每次传输只能有一个主设备和一个从设备进行通信。

如果需要与多个设备进行通信，需要使用多个SPI接口或者使用其他的通信协议。

SPI接口的优缺点及通信原理

SPI接口的优缺点及通信原理SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写。

是一种同步串行接口技术，是高速的，全双工，同步的通信总线。

下面就有iBeacon、蓝牙模块厂家-云里物里科技来帮大家讲解下SPI接口的优缺点。

1、SPI接口的优点支持全双工操作；操作简单；数据传输速率较高。

同时，它也具有如下缺点：需要占用主机较多的口线（每个从机都需要一根片选线）；只支持单个主机；没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。

2、SPI通信原理SPI的通信原理是以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备。

SPI接口经常被称为4线串行总线，分别是SDI(数据输入)、SDO(数据输出)、SCLK(时钟)、CS(片选)。

（a）SDO/MOSI–主设备数据输出，从设备数据输入；（b）SDI/MISO–主设备数据输入，从设备数据输出；（c）SCLK–时钟信号，由主设备产生；（d）CS/SS–从设备使能信号，由主设备控制。

在SPI总线上，某一时刻可以出现多个从设备，但只能存在一个主设备，主设备通过片选线来确定要通信的从设备。

这就要求从设备的MISO口具有三态特性，使得该口线在设备未被选通时表现为高阻抗。

3、数据传输在一个SPI时钟周期内，会完成如下操作：1)主设备通过MOSI线发送1位数据，从设备通过该线读取这1位数据；2)从设备通过MISO线发送1位数据，主设备通过该线读取这1位数据。

这是通过移位寄存器来实现的。

如图所示，主设备和从设备各有一个移位寄存器，且二者连接成环。

随着时钟脉冲，数据按照从高位到低位的方式依次移出主设备寄存器和从机寄存器，并且依次移入从设备寄存器和主设备寄存器。

当寄存器中的内容全部移出时，相当于完成了两个寄存器内容的交换。

4、内部工作机制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。

SPI四种模式区别资料

SPI四种模式区别资料SPI（Serial Peripheral Interface）是一种基于同步串行通信协议的通信接口。

SPI接口广泛应用于嵌入式系统中，用于连接微控制器与外部设备（如传感器、存储器等）进行数据交换。

SPI接口有四种模式，包括单向全双工模式、全双工模式、主机模式和从机模式。

下面将详细介绍SPI的四种模式的区别。

1.单向全双工模式：在单向全双工模式下，主机和从机都可以同时发送和接收数据，但只有一条数据线（MISO或MOSI）用于数据传输。

主机发送数据和从机接收数据的时钟由主机产生，主机接收数据和从机发送数据的时钟由从机产生。

单向全双工模式下不支持同步或异步传输，只能通过单一时钟进行数据传输。

2.全双工模式：在全双工模式下，主机和从机可以同时发送和接收数据，使用两根数据线（MOSI和MISO）进行数据传输。

主机发送数据的时钟由主机产生，从机发送数据的时钟由从机产生。

全双工模式下主机和从机可以独立地控制数据传输的速率，并且支持同步和异步传输。

3.主机模式：在主机模式下，主机负责控制SPI接口的时序，并通过片选信号（SS，Slave Select）选择与之通信的从机。

主机发送时钟信号，从机根据主机的时钟信号接收和发送数据。

主机模式下主机可以主动控制片选信号，在需要与从机进行数据交换时选择从机，提高了系统的灵活性。

4.从机模式：在从机模式下，从机只能被动地接收和发送数据，无法主动控制时序和片选信号。

从机根据主机的时钟信号接收和发送数据，并使用片选信号表示自身的状态。

从机模式下从机通常作为外设接口，等待主机的操作，在主机的控制下进行数据交换。

这四种模式在SPI接口的应用中分别具有不同的特点和使用场景。

单向全双工模式适用于数据传输要求简单且需要节约引脚的应用场景；全双工模式适用于同时实现数据发送和接收的复杂应用场景；主机模式适用于需要主机主动控制片选信号的系统；从机模式适用于外设接口对时序和片选信号无要求的应用。

SPI接口——精选推荐

SPI接⼝串⾏外设接⼝(Serial Peripheral Interface)是⼀种同步外设接⼝，它可以使单⽚机与各种外围设备以串⾏⽅式进⾏通信以交换信息。

SPI最早是Motorola公司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，⽀持⼀个或多个Slave设备，由于其简单实⽤、性能优异，因此许多⼚家的设备都⽀持该接⼝，⼴泛应⽤于单⽚机和外设模块之间的连接。

SPI接⼝只需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/从机输⼈数据线(MOSI)和低电平有效的从机选择线(SS)。

(1)MISO：主设备输⼊/从设备输出引脚。

该引脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据。

(2)MOSI：主设备输出/从设备输⼊引脚。

该引脚在主模式下发送数据，在从模式下接收数据。

(3)SCK：串⼝时钟，作为主设备的输出，从设备的输⼊。

(4)SS：从设备选择。

这是⼀个可选的引脚，⽤来选择主/从设备。

它的功能是⽤来作为⽚选引脚，让主设备可以单独地与特定从设备通信，避免数据线上的冲突。

SPI是⼀个环形总线结构，MOSI引脚相互连接，MISO引脚相互连接，数据在主和从之间串⾏地传输（MSB位在前），具体如下图所⽰。

SPI有主从两种⼯作模式，在主模式下，SPI为其他节点的CLK引脚提供串⾏时钟，数据从MOSI引脚输出，从MISO引脚输⼊。

在从模式下，数据从MISO引脚移出并由MOSI引脚移⼊，CLK引脚作为串⾏移位时钟的输⼊。

LPC824⽚内设计有SPI接⼝，具体的引脚取决于开关矩阵SWM的配置。

LPC824的SPI接⼝具有以下特点：•直接⽀持1⾄16位的数据发送。

软件⽀持更⼤的帧。

•主机和从机操作。

•⽆需读取输⼊数据即可将数据发送⾄从机，这在设置SPI存储器的时候很有⽤。

•控制信息还可与数据⼀同写⼊，这样便实现了极为丰富的操作，包括任意长度的帧。

•最多4个从机选择输⼊/输出，极性可选且使⽤灵活。

SPI协议串行外设接口协议的特点与使用

SPI协议串行外设接口协议的特点与使用SPI（Serial Peripheral Interface）协议是一种串行外设接口协议，广泛应用于数字通信、嵌入式系统和电子设备等领域。

本文将重点介绍SPI协议的特点和使用方法。

一、SPI协议的特点SPI协议具有以下几个特点：1. 高速全双工传输：SPI协议支持全双工通信，主设备和从设备可以同时进行收发数据，提供了高效的数据传输能力。

2. 多设备串联：SPI协议支持多个从设备与一个主设备之间的串联连接。

每个从设备都有一个片选信号，主设备通过控制片选信号来选择与之通信的从设备，从而支持与多个从设备的通信。

3. 硬件实现简单：SPI协议的实现只需要少量的硬件资源，常用的器件如微控制器、存储器、传感器等晶片都具备SPI接口，这使得SPI 协议应用非常广泛。

4. 高灵活性的传输模式：SPI协议支持多种传输模式，可以通过调整时钟极性（CPOL）和时钟相位（CPHA）来配置传输模式。

这使得SPI协议可以适应不同的连接设备和通信要求。

5. 简单可靠的通信协议：SPI协议的通信方式相对简单，在时序控制方面具有可靠性和稳定性，能够保证数据的可靠传输。

二、SPI协议的使用方法在使用SPI协议时，需要注意以下几个步骤：1. 确定SPI主从模式：在SPI通信中，需要确定主设备和从设备的角色。

主设备负责发起通信，并控制片选信号选择与之通信的从设备；从设备则根据主设备的指令响应数据。

2. 配置时钟频率和传输模式：根据从设备的要求或通信距离，可以设置合适的时钟频率和传输模式。

时钟频率决定了SPI通信的速度，而传输模式则决定了数据采样和发送的时机。

3. 设置数据格式：SPI协议支持多种数据格式，包括位数、数据字节序等。

根据具体设备的要求，设置合适的数据格式以确保正确的数据传输。

4. 控制片选信号：SPI协议通过片选信号来选择与之通信的从设备。

在通信过程中，主设备通过控制片选信号来选择某个从设备进行通信，其他从设备则保持不选中状态。

spi工作原理

spi工作原理SPI（Serial Peripheral Interface）是一种全双工、同步、串行通信总线，它在数字系统中得到了广泛的应用。

SPI接口是一种主从式接口，通常由一个主设备和一个或多个从设备组成。

在SPI接口中，主设备负责产生时钟信号和控制信号，而从设备则根据主设备的指令进行数据传输。

SPI接口的工作原理主要包括四个方面，时钟信号、数据传输、控制信号和传输模式。

首先，SPI接口采用的是同步通信方式，主设备产生的时钟信号会驱动数据的传输，从而保证了数据的同步性。

其次，SPI接口的数据传输是通过主设备和从设备之间的数据线进行的，数据的传输是双向的，主设备和从设备可以同时发送和接收数据。

这种双向传输的方式使得SPI接口在数据传输速度方面具有较大的优势。

再者，SPI接口通过控制信号来实现数据的传输和接收，主设备通过控制信号来选择从设备并控制数据的传输。

最后，SPI接口的传输模式有四种，分别是模式0、模式1、模式2和模式3，不同的传输模式会影响时钟信号和数据传输的相位和极性。

SPI接口的工作原理可以简单概括为以下几个步骤，首先，主设备产生一定频率的时钟信号，从设备根据时钟信号进行数据传输。

然后，主设备通过控制信号选择从设备，并将数据发送给从设备。

接着，从设备接收数据并进行处理，然后将处理后的数据发送给主设备。

最后，主设备接收从设备发送的数据，并进行相应的处理。

总的来说，SPI接口的工作原理主要包括时钟信号、数据传输、控制信号和传输模式四个方面。

SPI接口通过同步、双向、控制信号和传输模式的方式实现了主设备和从设备之间的高速数据传输，广泛应用于数字系统中。

SPI接口的工作原理清晰明了，为数字系统的设计和应用提供了重要的技术支持。

SPI接口详解3

在SPI接口使用之前，需要实现SPI提供的服务，包括：SPI接口的初始化、配置、打开、关闭、发送、接收等，如果使能了中断，还需要提供中断服务程序，使能了DAM，需要提供DMA的收发程序等。

实现上述功能服务前，还需要提供一些基础的服务，比如寄存器配置、状态获取、配置参数获取和设置、GPIO相关初始化和配置控制等。

通过前面学习可知，SPI寄存器的基地址获取方式：spi_regs[SPI0]spi_regs[SPI1]spi_regs[SPI2]其中SPI0、SPI1、SPI2为SPI编号。

通过基地址和寄存器配置相关的宏定义，可以实现对寄存器的配置。

对于SPI GPIO的访问，需要知道使用了哪个SPI，即SPI的编号，使用了哪个组。

当上层使用SPI接口时，传入参数为SPI设备。

这里提供函数，通过SPI设备返回其编号，函数实现如下：static u8 spi_get_info_id(spi_dev spi)//获取ID{ASSERT(spi < SPI_MAX_HW_NUM);return spi;}这里SPI设备号和SPI编号一致，因此为相同的值。

上层调用SPI接口时传入SPI设备即为SPI的编号。

通过SPI设备，获取其用了哪个端口，即哪个组，函数实现如下：static u8 spi_get_info_port(spi_dev spi){u8 port = (u8) - 1;u8 id = spi_get_info_id(spi);switch (id) {#if SPI0_ENABLEcase SPI0:port = spi0_p_data.port;break;#endif#if SPI1_ENABLEcase SPI1:port = spi1_p_data.port;break;#endif#if SPI2_ENABLEcase SPI2:port = spi2_p_data.port;break;#endifdefault:break;}ASSERT(port - 'A' < spi_io_map[id].num);return port;}有了SPI的编号和组，就可以知道使用了哪些GPIO。

串行EEPROM接口方法讲解

串行EEPROM接口方法讲解串行EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）是一种非易失性存储器，它可以通过串行接口与微控制器或其他设备进行通信。

串行EEPROM常用于存储配置信息、校准数据和日志记录等功能。

本文将对串行EEPROM的接口方法进行讲解。

串行EEPROM主要有两种接口方式：I2C和SPI。

I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，可以通过两根线进行通信；SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行通信协议，通信需要使用4根线。

下面将依次介绍两种接口的方法。

一、I2C接口方法I2C接口是一种简单、快速和可靠的通信协议，由两根线组成：SCL （串行时钟线）和SDA（串行数据线）。

I2C通信需要一个主设备（如微控制器）和一个或多个从设备（如串行EEPROM）。

1.初始化：首先，需要将SCL和SDA引脚配置为I2C模式，并设置串行EEPROM 的设备地址。

通常，每个串行EEPROM都有一个唯一的7位设备地址。

通过设置地址位上的电平（0或1），可以配置不同的从设备。

2.启动通信：为了开始I2C通信，主设备需要发出一个起始信号。

起始信号是由将SDA从高电平转换为低电平，然后将SCL从高电平转换为低电平形成的。

3.发送设备地址：主设备在发送起始信号之后，将需要访问的设备地址与通信位（读或写）发送到SDA线上。

这个8位的地址包括7位的设备地址和1位的读/写位。

4.等待应答：接下来，主设备需要等待来自串行EEPROM的应答信号。

在等待期间，主设备需要释放SDA线，并将SCL线保持在低电平。

5.发送数据：如果收到了来自串行EEPROM的应答信号，主设备可以继续通过I2C通信发送数据。

可以发送一个或多个字节的数据到串行EEPROM。

6.停止通信：当所有数据都发送完毕后，主设备发出停止信号，即将SDA线从低电平转换为高电平，然后将SCL线从低电平转换为高电平。

spi工作原理

spi工作原理SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步串行数据通信接口，它允许在数字集成电路之间以全双工模式传输数据。

SPI接口通常用于连接微控制器与外围设备，例如存储器芯片、传感器、显示屏和通信接口芯片等。

SPI接口由四根线组成，时钟线（SCLK）、主输入/从输出线（MISO）、主输出/从输入线（MOSI）和片选线（SS）。

SPI接口的工作原理可以简单地描述为，主设备通过SCLK线产生时钟信号，控制数据的传输速率；在每个时钟周期，主设备通过MOSI线发送数据到从设备，同时从设备通过MISO线将数据返回给主设备。

片选线用于选择要进行通信的从设备。

SPI接口使用一种主从模式，主设备负责控制通信的时序和数据传输，而从设备则被动地响应主设备的指令。

SPI接口的时序图可以更清晰地展示其工作原理。

在SPI通信开始之前，主设备通过片选线选择要与之通信的从设备，并且确定通信的时钟频率。

然后，主设备通过SCLK线产生时钟信号，同时在每个时钟周期，通过MOSI线发送数据到从设备，从设备则通过MISO线返回数据给主设备。

在通信结束后，主设备通过片选线将从设备禁用，完成一次SPI通信过程。

SPI接口的工作原理还涉及到一些重要的概念，例如数据传输模式和时钟极性、相位。

SPI接口有四种数据传输模式，分别为模式0、模式1、模式2和模式3，它们主要区别在时钟极性和相位的不同组合。

时钟极性指的是时钟信号在空闲状态时的电平，而时钟相位指的是在一个时钟周期中数据采样的时机。

不同的数据传输模式适用于不同的外围设备，因此在使用SPI接口时需要根据外设的要求选择合适的数据传输模式。

除了数据传输模式外，SPI接口的工作原理还受到时钟频率的影响。

时钟频率越高，数据传输速率就越快，但同时也会增加系统的干扰和功耗。

因此在实际应用中，需要根据系统的要求和外设的兼容性选择合适的时钟频率。

总之，SPI接口是一种常用的数字集成电路之间的通信接口，它通过主从模式、时钟信号和数据传输模式实现数据的同步串行传输。

spi通信原理

spi通信原理SPI（英文缩写：SerialPeripheralInterface），即串行外围设备接口，是一种常见的外设接口，它是一种位同步总线，允许多个从机和一个主机通过四根线进行数据传输。

它是1980年代由Motorola 公司和Microchip公司共同开发的，它的优点是简单，可靠性高，由于只需要四根线就可以实现数据传输，所以它不会占用很多IO资源，而且电路结构简单，容易实现。

SPI总线结构SPI总线由四根线组成，分别是根据以下表格介绍的线路：名称t说明MOSI（Master Out Slave In）t主机输出从机输入数据线MISO（Master In Slave Out）t主机输入从机输出数据线SCK（Serial Clock）t时钟线，由主机产生CS（Chip Select）t片选线，由从机控制MOSI和MISO线是数据传输的线路，SCK线是时钟信号，由主机产生，而CS线是对从机控制的线路，它由从机控制，确定从机是否处于活动状态。

在SPI通信中，主机可以与一个，也可以与多个从机进行通信，此时需要多个片选线，每条线分别连接一个从机，这样就可以控制哪些从机处于活动状态，与主机通信，以此实现多个从机的通信。

SPI通信过程SPI通信的流程可以总结为以下四个步骤：（1）主机传输片选信号：主机首先使用CS线对从机发出片选信号，表示主机准备与某一从机通信，从机接收到片选信号之后，如果有数据要发送，则准备发送。

（2）主机发送同步信号：当从机准备完毕之后，主机便开始发出时钟信号，用以标识数据传输的速度和方式，而从机则读取此时钟信号，以此来调节自己发送数据的速度和方式。

（3）主机和从机进行数据传输：当时钟信号发完之后，主机和从机开始进行数据传输，主机在MOSI线上发送数据，而从机则在MISO 线上接收数据；若从机有数据要发送，则从机在MOSI线上发送数据，而主机在MISO线上接收数据。

（4）主机断开片选信号：本次数据传输完毕之后，主机必须发出片选断开信号，以此断开连接，从而结束本次SPI通信。

SPI及其接口介绍

一、SPI接口简介SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。

SPI有三个寄存器分别为：控制寄存器SPCR，状态寄存器SPSR，数据寄存器SPDR。

外围设备FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D 转换器(如图一所示)和MCU等。

图一、ADC中的SPI二、SPI接口一个典型的SPI模块的核心部件是一个8位的移位寄存器和一个8位的数据寄存器SPIDR。

通过SPI进行数据传送的设备有主SPI和从SPI之分，即SPI传送在一个主SPI和一个从SPI之间进行。

图二给出了两个SPI模块相互连接、进行SPI传送的示意图，图左边是一个主SPI，图右边为一个从SPI。

图二、典型SPI示意图在AN-877应用笔记中，对spi的接口定义与典型spi接口有所不同，AN-877使用一根线SDIO代替了典型SPI的MISO和MOSI，SS接口用CSB代替。

图三和图四分别是双线模式下单器件控制（主从一对一）和双线模式下多器件控制（主从一对多）。

图三：主从一对一控制图四：主从一对多控制但是原理都一样。

主从机之间一般由3个引脚组成：串行时钟引脚（SCLK）、串行数据输入/输出引脚（SDIO）、片选引脚（CSB）。

1、引脚数据输入/输出（SDIO）：该引脚用作数据的输入/输出，用作输入还是用作输出具体取决于所发送的指令（读或写）以及时序帧中的相对位置（指令周期或数据周期）。

在读或写的第一个阶段，该引脚用作输入，将信息传递到内部状态机。

如果该命令为读命令，状态机把该引脚（SDIO）变为输出，然后该引脚将数据回传给外部控制器。

如果该命令为写命令，该引脚始终用作输入。

串行时钟（SCLK）：SCLK由外部控制器提供，时钟频率最高为25MHZ。

所有数据的输入输出都是与SCLK同步的。

输入数据在SCLK的上升沿有效，输出数据在SCLK的下降沿有效。

SPI接口详细讲解

• SPI串行数据传输结构由MISO、MOSI、SCLK、/SS构成, 主要是在SCLK的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。
• CPOL(时钟极性)=0; • 上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。 • 上升沿到来的时候，MOSI上的电平将被发送到从设备
的寄存器中。 • 下降沿到来的时候，MISO上的电平将被接收到主设备
的寄存器中。 • 假设主机和从机初始化就绪：并且主机的sbuf=0xaa
(10101010)，从机的sbuf=0x55 (01010101)，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)。Sbuf（串行接收和发射缓冲器）
7
脉冲
0 1↑ 1↓ 2↑ 2↓ 3↑ 3↓ 4↑ 4↓ 5↑ 5↓ 6↑ 6↓ 7↑ 7↓ 8↑
1
2021/6/4
一 SPI接口简介
SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使 MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。如图1
Master
SCLK MOSI Mபைடு நூலகம்SO
/SS
Slave
2
2021/6/4
• （1）MOSI – 主设备数据输出，从设备数据输入 • （2）MISO – 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）/SS – 从设备使能信号，由主设备控制
主机sbuff 10101010 0101010X 01010100 1010100X 10101001 0101001X 01010010 1010010X 10100101 0100101X 01001010 1001010X 10010101 0010101X 00101010 0101010X

spi协议及工作原理分析

spi协议及工作原理分析SPI（Serial Peripheral Interface）串行外设接口是一种用于在微控制器和外部设备之间进行通信的协议。

它在许多嵌入式系统中被广泛应用，例如存储器芯片、传感器、显示屏、无线模块等。

本文将介绍SPI协议的基本原理和工作方式。

一、SPI协议概述SPI是一种同步的协议，它使用全双工通信方式，数据的传输是通过时钟信号进行同步。

SPI协议要求系统中至少有一个主设备（Master），以及一个或多个从设备（Slave）。

主设备负责发起数据传输请求，从设备负责响应请求并传输数据。

二、SPI协议的硬件连接SPI协议一般使用四根线进行连接：时钟线（SCLK）、主设备输出线（Master Out Slave In，MOSI）、主设备输入线（Master In Slave Out，MISO）和片选线（SS）。

1. SCLK（时钟线）：主设备通过时钟线产生时钟信号，作为数据传输的时间基准。

2. MOSI（主设备输出线）：主设备通过此线将数据发送给从设备。

3. MISO（主设备输入线）：从设备通过此线将数据发送给主设备。

4. SS（片选线）：用于选择对应的从设备。

在传输数据之前，主设备需要通过拉低该线来选择从设备；当传输结束后，主设备会释放该线。

三、SPI协议的工作过程SPI协议的工作过程可以分为四个阶段：时钟极性（CPOL）、时钟相位（CPHA）、传输顺序和数据帧。

1. 时钟极性（CPOL）：指定时钟信号的空闲状态是高电平还是低电平。

在不同的设备中，时钟极性可能有不同的定义，一般有两种方式。

当CPOL为0时，表示空闲状态时钟为低电平；当CPOL为1时，表示空闲状态时钟为高电平。

2. 时钟相位（CPHA）：指定数据采样的时机。

同样有两种定义方式。

当CPHA为0时，数据在时钟信号的上升沿采样；当CPHA为1时，数据在时钟信号的下降沿采样。

3. 传输顺序：SPI协议一般采用全双工通信方式进行数据传输，即主设备同时发出数据并接收从设备的数据。

spi工作原理

spi工作原理SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行外设接口，它是一种全双工、同步的通信接口，用于连接微控制器和外围设备，如存储器、传感器、显示屏等。

SPI接口在嵌入式系统中得到了广泛应用，因为它具有高速、简单、灵活的特点。

本文将介绍SPI接口的工作原理。

SPI接口通常由四根线组成，时钟线（SCLK）、数据输入线（MISO）、数据输出线（MOSI）和片选线（SS）。

时钟线由主设备（通常是微控制器）控制，用于同步数据传输。

数据输入线和数据输出线分别用于从外设读取数据和向外设发送数据。

片选线用于选择通信的外设。

SPI接口的工作原理如下，首先，主设备拉低片选线，选择要通信的外设。

然后，主设备通过时钟线向外设发送时钟信号，同时通过数据输出线向外设发送数据。

外设在接收到时钟信号的上升沿时读取数据，并在下降沿时发送数据。

外设也可以通过数据输入线向主设备发送数据。

在通信结束后，主设备释放片选线，选择其他外设进行通信。

SPI接口的工作原理非常简单，但具有很高的灵活性和可扩展性。

它可以实现高速的数据传输，适用于对速度要求较高的应用场景。

同时，SPI接口可以连接多个外设，通过片选线选择要通信的外设，可以灵活地扩展系统的功能。

除了以上介绍的基本工作原理外，SPI接口还有一些特殊的工作模式，如主从模式和多主模式。

在主从模式下，一个设备作为主设备控制通信，其他设备作为从设备接收命令。

在多主模式下，多个主设备可以共享同一个SPI总线，通过片选线选择要通信的外设，实现多主设备之间的通信。

总之，SPI接口是一种非常实用的串行外设接口，具有高速、简单、灵活的特点，适用于嵌入式系统中对速度要求较高的应用场景。

通过理解其工作原理和特殊工作模式，可以更好地应用SPI接口，实现系统功能的扩展和优化。

SPI总线协议及SPI时序图详解

SPI总线协议及SPI时序图详解SPI，是英语Serial Peripheral Interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。

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。

上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。

上升沿到来的时候，sdo上的电平将被发送到从设备的寄存器中。

下降沿到来的时候，sdi上的电平将被接收到主设备的寄存器中。

假设主机和从机初始化就绪：并且主机的sbuff=0xaa (10101010)，从机的sbuff=0x55 (01010101)，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)。

---------------------------------------------------脉冲主机sbuff 从机sbuff sdi sdo---------------------------------------------------0 00-0 10101010 01010101 0 0---------------------------------------------------1 0--1 0101010x 10101011 0 11 1--0 01010100 10101011 0 1---------------------------------------------------2 0--1 1010100x 01010110 1 02 1--0 10101001 01010110 1 0---------------------------------------------------3 0--1 0101001x 10101101 0 13 1--0 01010010 10101101 0 1---------------------------------------------------4 0--1 1010010x 01011010 1 04 1--0 10100101 01011010 1 0---------------------------------------------------5 0--1 0100101x 10110101 0 15 1--0 01001010 10110101 0 1---------------------------------------------------6 0--1 1001010x 01101010 1 06 1--0 10010101 01101010 1 0---------------------------------------------------7 0--1 0010101x 11010101 0 17 1--0 00101010 11010101 0 1---------------------------------------------------8 0--1 0101010x 10101010 1 08 1--0 01010101 10101010 1 0---------------------------------------------------这样就完成了两个寄存器8位的交换，上面的0--1表示上升沿、1--0表示下降沿，sdi、sdo相对于主机而言的。

一文读懂SPI串行外设接口

一文读懂SPI串行外设接口
SPI 总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU 与各种外围设备
以串行方式进行通信以交换信息。

正是由于有了通信方式，我们才能够通过芯
片控制各种各样的外围器件，实现很多“不可思议”的现代科技。

这里将以SPI
为题，从编程角度来介绍SPI 总线。

下面就随网络通信小编一起来了解一下相
关内容吧。

1、SPI 协议简介
图1 SPI 接口
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 是一种高速的，全双工，同步的通信总线，由于其简单易用的特性，现在很多的nor
flash 和nandflash 芯片集成了这种通信协议，也就是我们说的SPI flash。

2、应用及现状
图2 SPI 应用
SPI flash 芯片应用十分广泛，在很多电子产品上面或多或少都有它的踪影，如手机、数码、液晶显示器、机顶盒、电脑主板等。

最近，有消息透露，苹果
新手机iPhone 8 将导入采用编码型快闪存储(NOR Flash)，让已经处于缺货状态的NOR 芯片更为恼火，另外据存储业者透露，今年NOR 芯片供给缺口将可能
扩大至20%。

3、解剖SPI 总线
SPI 接口一般使用4 条线通信，MISO 主设备数据输入，从设备数据输出。

MOSI 主设备数据输出，从设备数据输入。

SCLK 时钟信号，由主设备产生。

CS 从设备片选信号，由主设备控制。

简述SPI的使用流程

简述SPI的使用流程SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步的串行通信接口协议，常用于连接微控制器、传感器、外围设备等。

在SPI通信中，主设备（MCU）控制一个或多个从设备（外设）进行通信。

SPI的使用流程主要包括以下几个步骤：1.硬件连接：首先需要将主设备与从设备通过SPI接口进行连接。

通常，SPI接口包括四根信号线：SCLK（时钟线）、MISO（主设备数据输出从设备数据输入线）、MOSI（主设备数据输入从设备数据输出线）和SS （片选线）。

通过连接这些信号线，主设备与从设备可以进行数据传输和通信。

2.配置主设备：在主设备中，需要配置SPI接口的设置，包括时钟频率、数据传输位序（高位先传输或低位先传输）、数据传输格式（数据位数、数据线的电平极性和相位）等。

这些设置通常由MCU提供的SPI控制寄存器进行配置。

3.初始化从设备：在进行SPI通信之前，需要对从设备进行初始化设置。

这通常涉及到配置从设备的工作模式、使能信号线（如片选线）、设置从设备的地址等。

4.发送数据：主设备通过SPI接口向从设备发送数据。

这需要先选择从设备（通过拉低相应的片选线），然后将待发送的数据写入SPI控制寄存器。

主设备每次发送一个数据字节，等待传输完成后再发送下一个。

5.接收数据：主设备在发送数据的同时，会接收从设备返回的数据。

从设备在接收到主设备的数据后，会将自己的响应数据通过MISO线发送给主设备。

主设备在SPI控制寄存器中可以读取到收到的数据。

6.关闭通信：当通信完成后，可以关闭通信。

通常，需要将片选线恢复为高电平，以完成与从设备的通信。

总结起来，SPI的使用流程可以归纳为硬件连接、配置主设备、初始化从设备、发送数据、接收数据和关闭通信等六个步骤。

其中，主设备通过配置SPI的相关设置和发送数据，从设备通过初始化设置和接收数据来完成通信。

SPI通信具有简洁、高速、性能稳定等特点，广泛应用于各种嵌入式系统中。

第十五章串行外设接口SPIppt课件全

第十五章串行外设接口(SPI)ppt课件（全）
15.2.6 SPI接收数据寄存器（SPRDATn） ❖ SPI接收数据寄存器如表15-6所列。 ❖ 接收数据寄存器中存放SPI口接收到的数据。
第十五章串行外设3 参考编程例（详见书中）
第十五章串行外设接口(SPI)ppt课件（全）
❖ • 接收数据（2）：使能SPCONn的TAGD位，自动发送虚拟数据模式→确定REDY被置位后，从读缓冲区中读出数据，之后自动开始数据传输。
❖ • 置位GPIO引脚（当作nSS的那个引脚），停止MMC或SD卡。
第十五章串行外设接口(SPI)ppt课件（全）
15.1.5 SPI口的传输格式 ❖ S3C2410支持4种不同的数据传输格式，图
B形式。 ❖ • 查询模式，如果接受从设备采用Format B
形式，DATA_READ信号应该比SPICLK延迟一个相位。
❖ • 中断模式，如果接受从设备采用Format B 形式，DATA_READ信号应该比SPICLK延迟一个相位。
第十五章串行外设接口(SPI)ppt课件（全）
15.2 SPI接口控制寄存器
❖ • 向SPDATn中写10次0xFF来初始化MMC或 SD卡。
❖ • 把一个GPIO（当作nSS）清零来激活 MMC或SD卡。
第十五章串行外设接口(SPI)ppt课件（全）
❖ • 发送数据→核查发送准备好标志（REDY=1），之后向SPDATn中写数据。
❖ • 接收数据（1）：禁止SPCONn的TAGD位，正常模式→向SPDAT中写0xFF，确定REDY 被置位后，从读缓冲区中读出数据。
第十五章串行外设接口(SPI)ppt课件（全）
SPI接口是以主从方式工作的，这种模式通常有一个主器件和一个或多个从器件。接口包括以下四种信号：