SPI的通信速率到底可以达到多少

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SPI协议解析高速串行通信的协议标准

SPI协议解析高速串行通信的协议标准SPI（Serial Peripheral Interface）是一种高速串行通信协议，被广泛应用于各种数字设备的通信接口传输中。

本文将对SPI协议进行详细解析，介绍其协议标准，以及相关的特性和应用。

I. 介绍SPI协议是一种同步协议，常用于微控制器和外部外设之间的通信。

它通过四根信号线（时钟线、数据线、主从选择线、片选线）实现全双工通信，并且支持多主机和多从机的通信方式。

SPI协议具有高速传输、简单易用、灵活性强等特点，被广泛用于各种应用领域。

II. 协议标准SPI协议的通信规范主要包括以下几个方面：1. 时钟极性与相位SPI协议定义了两种类型的时钟极性和相位设置，分别为CPOL和CPHA。

CPOL用于控制时钟信号的极性，可以是低电平为开始（CPOL=0），或高电平为开始（CPOL=1）。

CPHA用于控制数据采样的时机，可以是时钟信号的上升沿采样（CPHA=0），或下降沿采样（CPHA=1）。

根据不同的设备要求，可以通过组合CPOL和CPHA来实现精确的时序控制。

2. 数据传输顺序SPI协议支持全双工传输，数据通信可以是单向的，也可以是双向的。

数据传输的顺序由设备的主从模式决定，主机先发送数据，然后从机进行响应。

在全双工通信中，数据可以同时双向传输，主机和从机同时发送和接收数据。

3. 主从设备选择SPI协议使用一根主从选择线（SS）来选择通信的主机或从机。

当某个从机被选中时，通过使能该从机的片选线，使其进入工作状态，其他从机则处于非工作状态。

主机可以通过控制主从选择线来选择不同的从机进行通信。

4. 数据帧格式SPI协议的数据传输是以数据帧的形式进行的。

每个数据帧由一个字节（8位）的数据组成，包括发送的数据和接收的数据。

数据帧可以是单向的，也可以是双向的。

5. 传输速率SPI协议支持各种传输速率，可以根据需要进行调整。

传输速率由时钟信号频率决定，可以通过调整时钟频率来达到不同的传输速率。

通信接口

几种接口串口，从信号数量上，有三线(RXD/TXD/GND)/五线(+RTS/+CTS)/九线(+DCD/+DTR/+DSR/+RI) 之分，从信号电平上，有LVTTL/TTL/RS232之分。

其近亲远邻，有RS485/RS422等。

串口一般是异步通讯(没有同步时钟信号)。

串口一般速率有9600,115200。

高速串口的最高速率可达4Mbps，不过已经是同步通讯的拉。

IIC接口，SCL/SDA。

其中SDA是双向的，所以做电平转换时要特别注意。

SLA/SDA 是总线型，可挂多个设备，靠不同的设备地址(SA)来区别。

SLA/SDA总线上普遍需要标志性的上拉电阻，因其是开漏输出的。

IIC的最大速率是 400Kbps。

即SCK的最高频率是400KHz，此时上拉电阻要小一点(1K)。

因为速率低，所以，一般用于配置等场合，而一般不作为数据交换的通道。

在我们的设计中，摄像头的配置接口，FM的配置接口,TP的接口等是挂在IIC总线上的。

在W313中，OLED的接口也是挂在IIC上，因为OLED需要的带宽为128x64x15(帧)＝122880。

故此时IIC速率用到150K已经能满足需求。

假如点阵再大，则需考虑速率问题。

SPI接口，SPICLK/SPIMISO/SPIMOSI/nSPICS。

其实MISO是主设备的输入从设备的输出，此种命名比较好区分I/O方向。

SPI是同步通讯，非总线型，需要独立的CS 来区分不同的设备。

在我们的应用中，SPI接口最高一般是13MHz。

在液晶接口上，SPI接口有三线、四线之说。

三线，即SPI_DATA是9bit，有一个bit是C/D标识，而在液晶端，不需要额外的单独的C/D识别信号。

四线，则SPI_DATA是8bit，在液晶端，需要额外的单独的C/D识别信号。

在我们的设计中，SMMB是挂在SPI上的，一些11b/g的WIFI模组，也是挂在SPI 上的，这种应用中,SPI已经是作为主要的数据传输通道。

总线通信速率IIC SPI 通信速率比较

IIC通讯速率400Kbps
SPI通信速率 fosc/4其传输速度可达几Mb/s。同步
抗干扰能力差。SPI采用的是单端非平衡的传输方式，
即传输的数据位的电压电平是以公共地作为参考的。在这种传输方式中，
对于已进入信号中的干扰是无法消除和减弱的。而信号在传输过程中总会受到干扰，
而且距离越长干扰越严重，以致于信号传输产生错误。在这种条件下பைடு நூலகம்
信号传输就变得毫无意义了。另外，由于单端非平衡传输方式以公共地作为参考点，
地线作为信号回流线，因此也存在信号电流。当传输线两端的系统之间存在交流电位差时，
这个电位差将直接窜到信号中，形成噪声干扰。
所以，为了解决抗干扰问题，通常采用平衡传输(balanced transmission)方式，
这里采用比较常见的RS-422。

满足物联网高速通信需求的SPI接口WiFi模块介绍

满足物联网高速通信需求的SPI接口WiFi模块介绍
基于无线模块的各类控制应用，都是通过通讯接口来实现的，无线模块提供UART和多个GPIO接口，GPIO和PWM可用于智能控制，UART和SPI 接口用于设备通讯。

其中SPI接口的理论速率可以达到系统总线速率的四分之一，远远高于UART、GPIO等接口，在高速通信中得到广泛应用。

针对各类应用中的高速通信需求，SKYLAB推出了多款支持SPI接口的WiFi模块。

本篇SKYLAB君将为大家介绍几款支持SPI接口的WiFi模块。

SPI接口WiFi模块
什幺是SPI接口
SPI(Serial Peripheral Interface)接口是MOTOROLA公司提出的同步串行通信方式，主要用于微处理器与外围设备进行高速、串行通信，可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件相连，包括FLASHRAM、网络控制器、LCD 显示驱动器、A/D转换器和MCU等。

带SPI接口的WiFi模块：WU106、SKW77、SKW78、SKW92A、
SKW92B、SKW93A；。

IIC通讯协议与SPI通讯协议小结

IIC通讯协议与SPI通讯协议小结协议概述：IIC通讯协议（Inter-Integrated Circuit）和SPI通讯协议（Serial Peripheral Interface）是两种常用的串行通信协议。

本文将对这两种协议进行详细介绍和比较，包括协议的基本原理、通信方式、数据传输速率、硬件连接及应用领域等方面。

一、IIC通讯协议1. 基本原理：IIC通讯协议是由飞利浦公司（Philips）开发的，用于在集成电路之间进行通信。

它采用两根线（SDA和SCL）进行数据传输，其中SDA线用于数据传输，SCL线用于时钟同步。

2. 通信方式：IIC通讯协议采用主从结构，其中一个设备作为主设备控制通信，其他设备作为从设备响应主设备的指令。

3. 数据传输速率：IIC通讯协议支持多种数据传输速率，常见的有标准模式（100kbps）、快速模式（400kbps）和高速模式（3.4Mbps）。

4. 硬件连接：IIC通讯协议的硬件连接较为简单，只需两根线连接主从设备的SDA和SCL引脚即可。

5. 应用领域：IIC通讯协议广泛应用于各种集成电路之间的通信，如传感器、存储器、显示屏等。

二、SPI通讯协议1. 基本原理：SPI通讯协议是一种同步串行通信协议，由Motorola公司开发。

它采用四根线（MOSI、MISO、SCK和SS）进行数据传输，其中MOSI线用于主设备向从设备发送数据，MISO线用于从设备向主设备发送数据，SCK线用于时钟同步，SS线用于从设备的片选。

2. 通信方式：SPI通讯协议采用主从结构，主设备通过片选信号（SS）选择与其通信的从设备，然后通过时钟信号（SCK）和数据线（MOSI和MISO）进行数据传输。

3. 数据传输速率：SPI通讯协议的数据传输速率较高，可以根据具体应用需求选择不同的时钟频率。

4. 硬件连接：SPI通讯协议的硬件连接相对复杂一些，需要连接主从设备的MOSI、MISO、SCK和SS引脚。

SPII2CUART三种串行总线的原理区别及应用

SPII2CUART三种串行总线的原理区别及应用SPI（Serial Peripheral Interface），I2C（Inter-Integrated Circuit）和UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是常见的串行总线通信协议，它们在嵌入式系统中被广泛使用。

以下是对这三种串行总线的原理、区别及应用的详细介绍。

1. SPI（Serial Peripheral Interface）SPI是一种同步的、全双工的串行总线协议，通常由一个主设备和一个或多个从设备组成。

SPI总线上通信是基于时钟信号进行同步的，主设备产生时钟信号，从设备在时钟的边沿上发送和接收数据。

在SPI总线上，主设备控制通信的起始和结束，并通过片选信号选择与之通信的从设备。

SPI总线上的数据传输是基于多线制的，其中包括主设备的时钟线（SCLK）、数据输出线（MOSI）、数据输入线（MISO）和片选线（SS）。

SPI总线具有以下特点：-速度较快，可以达到十几MHz甚至上百MHz的传输速率。

-支持多主设备，但每个时刻只能有一个主设备处于活动状态。

-适用于短距离通信，通常在PCB上的芯片之间进行通信。

-数据传输可靠性较高。

SPI总线广泛应用于各种设备之间的数据传输，例如存储器、传感器、显示模块等。

2. I2C（Inter-Integrated Circuit）I2C也是一种同步的、双向的串行总线协议，由一个主设备和一个或多个从设备组成。

I2C总线上的通信也是基于时钟信号进行同步的，主设备产生时钟信号和开始/停止条件，从设备在时钟边沿上发送和接收数据。

I2C总线上的数据传输是基于两根线—串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。

I2C总线具有以下特点：- 通信速度较慢，大多数设备的传输速率为100kbps，但也支持高达3.4Mbps的快速模式。

-支持多主设备，可以同时连接多个主设备。

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。

科 SPI标准参数

科 SPI标准参数SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步串行通信接口标准，它定义了在数字电路之间进行通信的协议。

SPI主要用于在嵌入式系统中连接微控制器和外围设备，例如存储器芯片、传感器、显示器和无线模块等。

SPI标准参数包括时钟速率、数据位数、传输模式等，下面将对这些参数逐一进行介绍。

时钟速率是SPI通信中非常重要的一个参数，它决定了数据传输的速度。

SPI接口的时钟速率通常由主设备来控制，而从设备必须能够支持主设备指定的时钟速率。

SPI接口的时钟速率可以在几十kHz到几十MHz之间，不同的设备可能有不同的时钟速率范围，因此在进行SPI通信时需要确保主从设备的时钟速率是兼容的。

数据位数是指在SPI通信中每次传输的数据位数。

SPI接口的数据位数可以是8位、16位甚至更多，这取决于具体的SPI设备。

在进行SPI通信时，主从设备必须使用相同的数据位数，否则通信将无法正常进行。

因此，在使用SPI接口进行通信时，需要确保主从设备的数据位数是一致的。

传输模式是指在SPI通信中主从设备之间数据传输的方式。

SPI接口定义了四种传输模式，0、1、2、3。

这些传输模式主要是指在时钟信号的上升沿或下降沿进行数据采样的时机不同。

不同的SPI设备可能支持不同的传输模式，因此在进行SPI通信时需要确保主从设备使用相同的传输模式，否则通信将无法正常进行。

除了时钟速率、数据位数和传输模式之外，SPI接口还有一些其他的参数，例如片选信号、时钟极性、时钟相位等。

这些参数也对SPI通信起着重要的作用，需要在实际应用中进行合理的配置。

总的来说，SPI标准参数对于SPI通信起着至关重要的作用。

在进行SPI通信时，需要确保主从设备的时钟速率、数据位数、传输模式等参数是一致的，才能保证通信的稳定和可靠。

同时，还需要根据具体的应用场景对SPI接口的其他参数进行合理的配置，以满足实际的通信需求。

希望本文对SPI标准参数有所帮助，谢谢阅读！。

基于FPGA的SPI串行接口实时以太网实现

基于FPGA的SPI串行接口实时以太网实现【摘要】工业以太网，从控制网络的角度来看，属于一种新型的现场控制总线，正处于不断完善和发展中。

基于ENC28J60芯片的独立以太网控制器接口通信系统，不仅能实现嵌入式控制系统与以太网的互联，而且能够实时可靠地传输数据，其中包括新型实时以太网通信的原理、串行接口SPI的软硬件设计、TCP/IP 协议的选择及参数设置、TCP/IP通信测试。

【关键词】以太网；ENC28J60；SPI；FPGA1.引言为解决以太网的通信确定性问题，从而消除以太网直接应用于工业现场设备间通信的主要障碍和为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供技术可能，需要高速的通信速率、全双工交换方式。

为了满足这些要求，采用了只有28引脚的业界标准串行外设接口（SPI）的以太网控制器ENC28J60，符合IEEE 802.3协议，可以提供相应的功能，不仅大大的简化了相关设计，而且减小占用空间。

控制器ENC28J60与主控制通过两个中断和自带的SPI实现通信，其数据传输速率高达10Mb/s。

其中ENC28J60内置集成MAC和10BASE_T PHY，可按业界标准的以太网协议可靠地接受信息报数据，而且内部具有可编程8KB双端口SRAM缓冲器，可减轻主控单元的内存负荷，提供灵活可靠的数据管理机制，大大地提高系统传输性能。

以太网是一种可实现LAN内的嵌入式器件与互联网的连接的联网技术。

拥有以太网功能的嵌入式系统，主控制单元便可通过网络分发数据，并遥控控制。

因以太网架构、性能、互操作性、可扩展性及开发简便等特点，已成为嵌入式网络应用的标准通讯技术。

但是实时以太网控制往往要求对某些变量的数据准确定时刷新。

在工业以太网的应用中，PC机上数据的双向传输，可采用现场可编程门阵列FPGA作为控制的硬件。

而且从系统集成角度上，对于带有SPI接口的ENC28J60芯片选用FPGA技术实现SPI的设计也是最优的选择。

满足编程灵活、集成度高、可移植性好、开发工具先进、设计成本低的优点。

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。

spi芯片

spi芯片SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行外设接口协议，常用于连接微控制器与外部设备之间进行通信。

SPI芯片指的是采用SPI协议进行数据传输的集成电路。

在这篇文章中，我们将详细介绍SPI芯片的工作原理、应用领域以及优势。

SPI芯片通过四根信号线（SCLK、MISO、MOSI、SS）与微控制器进行通信。

其中，SCLK是时钟信号，用于同步数据传输；MISO是从设备输出，用于将数据从外设传输到微控制器；MOSI是主设备输出，用于将数据从微控制器传输到外设；SS是从设备选择信号，用于从多个外设中选择进行通信。

通过这四根信号线，SPI芯片可以在微控制器和外设之间实现全双工的同步通信。

SPI芯片广泛应用于各种领域，包括通信设备、嵌入式系统、工业自动化、汽车电子等。

在通信设备中，SPI芯片可以用于与各种外设通信，如LCD显示屏、EEPROM存储器、无线模块等。

在嵌入式系统中，SPI芯片可以用于扩展GPIO口数量、实现高速数据传输等。

在工业自动化中，SPI芯片可以用于控制和监测各种传感器。

在汽车电子中，SPI芯片可以用于控制车载娱乐系统、仪表盘显示等。

与其他通信协议相比，SPI芯片具有一些优势。

首先，由于采用了全双工通信，SPI芯片的数据传输速度较快，能够达到几十MHz的传输速率。

其次，SPI芯片的连接简单，只需要四根信号线即可完成通信，无需复杂的地址和控制线。

此外，SPI芯片具有较低的成本和较小的封装尺寸，适用于各种场景。

SPI芯片也存在一些限制。

首先，由于SPI芯片使用的是主-从架构，只能由主设备发起通信，所以不能实现多主设备同时通信的功能。

其次，SPI芯片的通信距离相对较短，一般在几米范围内。

另外，SPI芯片没有提供错误检测和纠正机制，因此在传输过程中出现错误的概率较高。

总的来说，SPI芯片是一种应用广泛的通信接口，可实现微控制器与外部设备之间的高速、简单的数据传输。

各类总线的传输速率

各类总线传输速率1. USB总线●USB1.1：-------低速模式(low speed)：1.5Mbps-------全速模式(full speed)： 12Mbps●USB2.0：向下兼容。

增加了高速模式，最大速率480Mbps。

-------高速模式(high speed)： 25~480Mbps●USB3.0：向下兼容。

-------super speed ：理论上最高达4.8Gbps，实际中，也就是high speed 的10倍左右。

2. UART●RS232：传输速率一般不超过20Kbps，速率低，抗干扰能力差，RS-232C能传输的最大距离不超过15m（50英尺）。

●RS422：定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（速率低于100Kbps时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。

RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。

●RS485：增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。

最高传输速率10Mbps，抗干扰能力强，可以传距离1.5km。

平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。

只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。

一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mbps。

3. SPI总线全双工通信，传输速率可达几Mbps水平，比I2C快。

4. I2C总线：半双工，只有2根线。

数据线和时钟线。

--------标准速度：100kbps--------快速模式：400kbps--------高速模式：3.4Mbps4. Ethernet，也就是通常的网速。

--------早期的以太网传输速率只有10Mbps。

--------百兆网：理论上最大100Mbps。

2.4G无线通信使用教程

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} //在指定位置写指定长度的数据 //reg:寄存器(位置) //*pBuf:数据指针 //len:数据长度 //返回值,此次读到的状态寄存器值 u8 NRF24L01_Write_Buf(u8 reg, u8 *pBuf, u8 len) { u8 status,u8_ctr; NRF24L01_CSN = 0; //使能 SPI 传输 status = SPI2_ReadWriteByte(reg);//发送寄存器值(位置),并读取状态值 for(u8_ctr=0; u8_ctr<len; u8_ctr++)SPI2_ReadWriteByte(*pBuf++); //写入数据 NRF24L01_CSN = 1; //关闭 SPI 传输 return status; //返回读到的状态值 } //启动 NRF24L01 发送一次数据 //txbuf:待发送数据首地址 //返回值:发送完成状况 u8 NRF24L01_TxPacket(u8 *txbuf) { u8 sta; SPI2_SetSpeed(SPI_BaudRatePrescaler_4);//spi 速度为 9Mhz（24L01 的最大 SPI 时钟为 10Mhz） NRF24L01_CE=0; NRF24L01_Write_Buf(WR_TX_PLOAD,txbuf,TX_PLOAD_WIDTH);// 写数据到 TX BUF 32 个字节 NRF24L01_CE=1;//启动发送 while(NRF24L01_IRQ!=0);//等待发送完成 sta=NRF24L01_Read_Reg(STATUS); //读取状态寄存器的值 NRF24L01_Write_Reg(NRF_WRITE_REG+STATUS,sta); // 清除 TX_DS 或 MAX_RT 中断标志 if(sta&MAX_TX)//达到最大重发次数 { NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_TX,0xff);//清除 TX FIFO 寄存器 return MAX_TX; } if(sta&TX_OK)//发送完成 { return TX_OK; }

I2C,SPI,UART和CAN的区别

I2C,SPI,UART和CAN的区别(转）SPI--Serial Peripheral Interface，(Serial Peripheral Interface:串行外设接口）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（INTER IC BUS：意为IC之间总线）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。

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。

最主要的优点是其简单性和有效性。

它支持多主控(multimastering），其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线.一个主控能够控制信号的传输和时钟频率.当然，在任何时间点上只能有一个主控.UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用异步收发器):单端，远距离传输。

大多数计算机包含两个基于RS232的串口。

串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS—232口。

同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。

串口通信的概念非常简单，串口按位(bit）发送和接收字节。

尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。

【整理】常用通信接口二(CAN、I2C、SPI、UART、GPIO原理与区别)

【整理】常用通信接口二（CAN/I2C/SPI/UART/GPIO原理与区别）上一篇整理了常用通信接口一（RS232/RS485/USB/TYPE-C原理与区别），这篇我们接着整理CAN、I2C、SPI、UART、GPIO原理与区别；1.CAN总线接口1)定义CAN是控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准（ISO11898），是ISO国际标准化的串行通信协议,是国际上应用最广泛的现场总线之一。

CAN属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。

较之许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言，基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性：A.网络各节点之间的数据通信实时性强B.开发周期短C.已形成国际标准的现场总线D.最有前途的现场总线之一与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。

2)运用A.CAN总线是为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。

通信速率最高可达1Mbps。

B.CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码。

使网络内的节点个数在理论上不受限制。

C.CAN总线采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。

CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次，因此可在各节点之间实现自由通信。

D.结构简单,只有2根线与外部相连，并且内部集成了错误探测和管理模块。

E.CAN总线特点：(1)数据通信没有主从之分，任意一个节点可以向任何其他（一个或多个）节点发起数据通信，靠各个节点信息优先级先后顺序来决定通信次序，高优先级节点信息在134μs通信;(2)多个节点同时发起通信时，优先级低的避让优先级高的，不会对通信线路造成拥塞;(3)通信距离最远可达10KM(速率低于5Kbps)速率可达到1Mbps(通信距离小于40M）；（4)CAN总线传输介质可以是双绞线，同轴电缆。

CAN、I2C、SPI、PCI总线简介

首先，CAN控制器工作于多主方式，网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据，且CAN协议废除了站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，这可使不同的节点同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS-485只能构成主从式结构系统，通信方式也只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可靠性较差；
CAN采用报文识别符识别网络上的节点，从而把节点分成不同的优先级，高优先级的节点享有传送报文的优先权。
报文是短帧结构，短的传送时间使其受干扰概率低，CAN有很好的效验机制，这些都保证了CAN通信的可靠性。
3． CAN总线应用领域
CAN总线最初是德国BOSCH为汽车行业的监测，控制而设计的。现已应用到铁路、交通、国防、工程、工业机械、纺织、农用机械、数控、医疗器械机器人、楼宇、安防等方面。
目前有很多半导体集成电路上都集成了I2C接口。带有I2C接口的单片机有：CYGNAL的 C8051F0XX系列，PHILIPSP87LPC7XX系列，MICROCHIP的PIC16C6XX系列等。很多外围器件如存储器、监控芯片等也提供I2C接口。
3 总线基本操作
I2C规程运用主/从双向通讯。器件发送数据到总线上，则定义为发送器，器件接收数据则定义为接收器。主器件和从器件都可以工作于接收和发送状态。总线必须由主器件（通常为微控制器）控制，主器件产生串行时钟（SCL）控制总线的传输方向，并产生起始和停止条件。SDA线上的数据状态仅在SCL为低电平的期间才能改变，SCL为高电平的期间，SDA状态的改变被用来表示起始和停止条件。
3.1 控制字节

硬件学习之通信协议篇-SPI总线

一、概述SPI：Serial Peripheral Interface，串行外围设备接口。

是由摩托罗拉在20世纪80年代中期开发的同步串行总线接口规范（带有时钟信号，通过时钟极性和时钟相位来控制采样，即同步传输）。

1、支持半双工、全双工通信模式。

2、没有流控制和应答机制来确认是否接收到数据（UART有校验或流控制）。

3、没有一个固定的传输速率规定，已有器件SPI输出速率达到50Mbps以上（I2C有明确规定速率）。

4、只能板内的短距离传输（RS232、RS485输出距离远）。

5、没有限制传输bit数量，常用的是8bit或9bit。

6、不需要硬件地址（I2C要地址），采用片选。

7、主从模式，一托多。

二、3线和4线模式3线SPI和4线SPI各个模式下信号定义：3线9bit I型接口信号：SCL、CS、SDA3线9bit II型接口信号：SCL、CS、SDO、SDI4线8bit I型接口信号：SCL、CS、DCX、SDA4线8bit II型接口信号：SCL、CS、DCX、SDO、SDI3线9bit2data Lane接口信号：SCL、CS、D0、D1对于3线或4线来区分，并不是信号线的数量，也不是网上说的半双工和全双工，或者数据线数量差异。

3线说的是时钟、片选、数据信号（不管是一根数据线，还是两根数据线），共三种信号。

4线说的是时钟、片选、数据信号、数据或命令控制线（确定发送的是数据还是命令），共4中信号。

三、SPI四种工作模式通过CPOL时钟极性和CPHA时钟相位的搭配来得到四种工作模式：CPOL时钟极性定义的是SCLK时钟线空闲状态时的电平CPOL=0，即SCLK=0，表示SCLK时钟信号线在空闲状态时的电平为低电平，因此有效状态为高电平。

CPOL=1，即SCLK=1，表示SCLK时钟信号线在空闲状态时的电平为高电平，因此有效状态为低电平。

CPHA时钟相位定义的是数据位相对于时钟线的时序（即相位）CPHA=0，即表示输出（out）端在上一个时钟周期的后沿改变数据，而输入（in）端在时钟周期的前沿（或不久之后）捕获数据。

spi的通信原理

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。

同样，在一个基于SPI 的设备中，至少有一个主控设备。

这样传输的特点：这样的传输方式有一个优点，与普通的串行通讯不同，普通的串行通讯一次连续传送至少8位数据，而SPI允许数据一位一位的传送，甚至允许暂停，因为SCK时钟线由主控设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。

也就是说，主设备通过对SCK时钟线的控制可以完成对通讯的控制。

SPI 还是一个数据交换协议：因为SPI的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。

不同的SPI设备的实现方式不尽相同，主要是数据改变和采集的时间不同，在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义，具体请参考相关器件的文档。

SPI的通信速率到底可以达到多少

楼主提问：SPI的通信速率到底可以达到多少按照手册上的说明,应该能到fosc/4,然而实际上由于SPI通信底层没有任何握手,不像I2C总线那样带ACK,所以SPI速率实际上根本不能达到fosc/4,除非发信端与收信端完全同步,然而事实上接收端往往要对接收到的数据进行一些判断和处理,所以在接收端往往会丢数,解决办法就是在发信端发完一个字节后人为加上延时等待接收端处理,但是如果这样的话,高速还有什么意义呢我做了一个试验,即使关掉所有其它中断,只作SPI通信处理,在fosc/4的通信速率下,接收端只能接收10个字节以内的数据,10个字节以上就会丢数,而在fosc/8的通信速率下,如果关闭所有其它中断,收发256个字节是没什么问题的,但是如果应用程序有1ms 的时钟中断事件的话,spi通信成功率很低;在前面很多帖子里,看到不少人说spi只是硬件底层,通信的可靠性要靠通信协议,诚然如此,但是我以为通信协议只是最后一道保障,如果底层不可靠,通信协议再完善也是惘然;轮询和中断方式有本质区别吗轮询就能保证不被其它中断干扰吗主机自己掌握SPI 节奏,它只知道自己发送出去了,并不知道从机是否处理完,如果从机还在处理上一个字节,这时候发下个字节显然会丢数据啊解答者1回答：是同步不是异步也就是说MASTER提供时钟,所以完全由MASTER决定速率当然大家都能达到的再有就是这个速率仅仅指一个BYTE的通讯速率,不是整个帧速率2个BYTE以上从机查询和中断无关,说白了就是移位寄存器楼主再问：关键就在于这个速率要大家都能达到啊,如果都能达到就不用讲了,实测下来就是slave端达不到这个速率啊 ;如果这个速率是一个BYTE的指标那就没啥说的了,我认了,只能在字节之间加延时了;解答者2：我试过用fosc/2的时钟速率进行两机通讯系统时钟16M,连续传了好多字节都没有问题;主机用查询方式发送；从机用中断接收,接收到的数据用液晶显示出来;解答者1：多字节是不可能达到fosc/2的除非从机速率更快,有足够的时间去处理或保存读取数据,要不然是吹牛的影响速率达不到fosc/2就是从机提取数据与系统时钟多少那无关再有,从机响应中断都要4个机器周期,更别说要存储,中断出来也要4个机器周期;对于单字节来说是可以达到fosc/2,因为AVR可以使用倍率,本来是fosc/4的所以,数据手册里讲的可以达到fosc/4那是指单字节的速率楼主：所以说手册给出来的指标很带有欺骗性,为了可靠起见相信很多人的程序中都有个时钟在运行,建议放在fosc/16;SPI接口原理SPI接口的全称是"Serial Peripheral Interface",意为串行外围接口,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,数据传输速度总体来说比I2C总线要快,速度可达到几Mbps;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,其接口包括以下四种信号：1MOSI –主器件数据输出,从器件数据输入2MISO –主器件数据输入,从器件数据输出3SCLK –时钟信号,由主器件产生4/SS –从器件使能信号,由主器件控制在点对点的通信中,SPI接口不需要进行寻址操作,且为全双工通信,显得简单高效;在多个从器件的系统中,每个从器件需要独立的使能信号,硬件上比I2C系统要稍微复杂一些;SPI接口在内部硬件实际上是两个简单的移位寄存器,传输的数据为8位,在主器件产生的从器件使能信号和移位脉冲下,按位传输,高位在前,低位在后;如下图所示,在SCLK的下降沿上数据改变,同时一位数据被存入移位寄存器;SPI接口内部硬件图示：最后,SPI接口的一个缺点：没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据;/////////////////////////////SPI与UART的区别：SPI是三线或者四线CS CLK DI DOUART是两线制TXD RXD,实际上就是串口；SPI一般是CS=0启动传输,以CLK作为同步信号,不含启动位停止位等UART传输信号中包含了启动位和停止位等,本身就可作为同步信号使用SPI一般没有标准的通信速率UART一般都是使用标准的通信波特率////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ///SPI通信--单片机最多能带动多少从机回答1：SPI主要是芯片级或板级通信使用,也有设备之间使用的;但不可能在实际应用中有太多的SPI设备互连;回答2：SPI是一个环形总线结构,由sscs、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,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脉冲主机sbuff 从机sbuff sdi sdo0 01010101 0 01上 0101010x 1010101x 0 11下 01010100 0 12上 1010100x 0101011x 1 02下 01010110 1 03上 0101001x 1010110x 0 13下 01010010 0 14上 1010010x 0101101x 1 04下 01011010 1 05上 0100101x 1011010x 0 15下 01001010 0 16上 1001010x 0110101x 1 06下 01101010 1 07上 0010101x 1101010x 0 17下 00101010 0 18上 0101010x 1010101x 1 08下 01010101 1 0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SPI 总线是Motorola公司推出的三线同步接口,同步串行3线方式进行通信:一条时钟线SCK,一条数据输入线MOSI,一条数据输出线MISO;用于CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯;SPI主要特点有:可以同时发出和接收串行数据;可以当作主机或从机工作;提供频率可编程时钟;发送结束中断标志;写冲突保护;总线竞争保护等;图3示出SPI总线工作的四种方式,其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3方式实线表示:图2 SPI总线四种工作方式SPI模块为了和外设进行数据交换,根据外设工作要求,其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置,时钟极性CPOL对传输协议没有重大的影响;如果CPOL=0,串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果CPOL=1,串行同步时钟的空闲状态为高电平;时钟相位CPHA能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输;如果CPHA=0,在串行同步时钟的第一个跳变沿上升或下降数据被采样；如果CPHA=1,在串行同步时钟的第二个跳变沿上升或下降数据被采样;SPI主模块和与之通信的外设音时钟相位和极性应该一致;SPI接口时序如图3、图4所示;回答3：SPI是这样的,有三根线用于通信一根发送、一根接收还有一根时钟信号;带从机则需要在此三根线基础上外加从机的使能信号线;所以理论上来说有多少闲置的I/O口用作从机使能端就可以带多少从机;如果再加上I/O扩展芯片的话就可以带更多了;。