最新spi总线 通俗易懂讲解讲课讲稿
SPI--Serial Peripheral Interface,串行外围设备接口,讲解
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！什么是I2C总线2008-04-15 22:53I2C(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。
I2C总线产生于在80年代，最初为音频和视频设备开发，如今主要在服务器管理中使用，其中包括单个组件状态的通信。
例如管理员可对各个组件进行查询，以管理系统的配置或掌握组件的功能状态，如电源和系统风扇。
可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数，增加了系统的安全性，方便了管理。
SPI协议介绍ppt课件
4
内部结构图
SPI总线
5
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
6
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。
7
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
1
主要内容
• SPI总线介绍 • 传输模式 • 时序分析 • SPI特点总结
2
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。
14
特点
缺点： （1）缺乏流控制机制，无论主器件还是从器
《串行外设接口SPI》课件
目录
• SPI接口概述 • SPI接口工作原理 • SPI接口硬件设计 • SPI接口软件编程 • SPI接口调试与测试 • SPI接口应用实例
01
SPI接口概述
SPI接口定义
SPI，全称为Serial Peripheral Interface，即串行外设接口，是
被片选的从设备的片选引脚。
04
SPI接口软件编程
SPI接口初始化设置
1 2 3
初始化流程
介绍SPI接口的初始化步骤，包括时钟配置、模 式选择、数据位宽、从设备选择等。
SPI模式选择
解释SPI的四种工作模式（模式0、模式1、模式2 、模式3）以及如何根据应用需求选择合适的模 式。
数据传输顺序
说明SPI数据传输的顺序，包括MSB（最高位） 和LSB（最低位）的顺序以及如何通过配置进行 更改。
一种同步串行通信协议。
它主要用于微控制器和外设之间 的通信，如EEPROM、ADC、
DAC等。
SPI接口通过四根线实现通信： SCK（串行时钟）、MOSI（主 设备输出/从设备输入）、MISO （主设备输入/从设备输出）和
NSS（片选）。
SPI接口特点
01
02
03
04
高速通信
SPI接口支持高速数据传输， 最高可达几十Mbps。
高速数据传输
SPI接口的数据传输速度较快，可以满足无线通信设备之间实时数据 传输的需求。
THANKS
感谢观看
详细描述
在选择SPI接口芯片时，需要根据实际需求进行评估。例如，如果需要高速通信 ，可以选择具有高速模式的芯片；如果对功耗有严格要求，可以选择低功耗模式 的芯片。此外，还需要考虑芯片的供应商、价格等因素。
SPI基础SPI总线技术基本原理.pptx
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SPI总线介绍
• SPI总线最初有Motorola公司提出，出现在其 68K系列单片机中，由于其简单实用，又不涉及 专利问题，因而很多厂家的IC都支持该接口；
• 目前SPI接口的外设种类很多，如EEPROM、 ADC、DCA、实时时钟、液晶模块、SD卡、无 线通信模块等等；
SPI总线的组成
• SPI是一种全双工3线同步串行通信接口，采用主从通 信模式，支持多slave架构；
• CPOL=0：空闲状态SCLK为低电平； • CPOL=1：空闲状态SCLK为高电平
• 时钟相位选择位：CPHA
• CPHA=0：第一个时钟边沿进行数据采样 • CPHA=1：第二个时钟边沿进行数据采样
SPI总线的多机通信
SPI通信的特点
• SPI为环形通信方式，接收、发送同时进行， 接收、发送使用同一个函数；只是函数调用 者关注的焦点不同；
• 同步时钟由主机产生，在时钟移位脉冲下，数据按 位传输MOSI、MISO、 SCLK、/SS；
SPI信号线介绍
• 从设备选择线/SS：有Master设备控制，用于选择(激活)某个SPI从设备，低 电平有效；只有当/SS为低时，相应的SPI设备才处于工作状态；
的MOSI相连，双方的MISO也应该接在一起，这一点和UART不同；
SPI信号线介绍
• 当然有些厂家(例如MicroChip公司)是按照SDI和SDO的方式命名 的，是站在器件的角度命名，这种情况下一方的SDI要接另一方 的SDO，反之亦然；
SPI通信时序模式
• SPI总线共有四种时序模式： • 极性选择位：CPOL
• 同步时钟信号SCLK：用于同步主从设备的数据传输，由Master设备控制， 主/从设备按照SCLK的步调发送或者接收数据；
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。
IC和SPI总线课件
I2C总线的数据传送
引导过程由起始信号、起始字节、应答位、重复起 始信号（Sr）组成。
➢ 请求访问总线的主机发出起始信号后，发送起始字节 （0000 0001），另一个单片机可以用一个比较低的速率 采样SDA线，直到检测到起始字节中的7个“0”中的一 个为止。在检测到SDA线上的高电平后，单片机就可以 用较高的采样速率，以便寻找作为同步信号使用的第二 个起始信号Sr。
IC和SPI总线
I2C总线的数据传送
（2）数据帧格式 I2C总线上传送的数据信号是广义的，既包括地址信号，
又包括真正的数据信号。 ➢在起始信号后必须传送一个从机的地址（7位）; ➢第8位是数据的传送方向位（R/W）: ✓用“0”表示主机发送数据（T）， ✓用“1”表示主机接收数据（R）。 ➢每次数据传送总是由主机产生的终止信号结束。但是，若 主机希望继续占用总线进行新的数据传送，则可以不产生 终止信号，马上再次发出起始信号对另一从机进行寻址。
节点都检测到总线上的信号与自己发送的信号相同，继续
发送数据。
IC和SPI总线
➢仲裁过程
I2C总线仲裁与时钟发生
✓第2个时钟周期，2个主节点都发送低电平信号，在总线 上呈现的信号为低电平，仍继续发送数据。
IC和SPI总线
➢仲裁过程
I2C总线仲裁与时钟发生
✓在第3个时钟周期，主节点1发送高电平信号，而主节点2发 送低电平信号。根据总线的线“与”的逻辑功能，总线上的 信号为低电平，这时主节点1检测到总线上的数据和自己所发 送的数据不一样，就断开数据的输出级，转为从机接收状态。
➢ 在起始信号后的应答时钟脉冲仅仅是为了和总线所使用 的格式一致，并不要求器件在这个脉冲期间作应答。
IC和SPI总线
《I2C和SPI总线》课件
I2C总线的应用案例
温度传感器
I2C总线在温度传感器中的应 用让我们可以精确测量环境 温度，并实现智能温控系统。
数字万用表
I2C总线在数字万用表中的应 用使得测试和测量变得更加 准确和高效。
LCD屏幕
总线的速度和通信范围、芯片引脚数量和连接方式、以及应用场景和实际应 用，I2C总线和SPI总线有何异同？让我们一起来了解。
《I2C和SPI总线》PPT课件
欢迎来到《I2C和SPI总线》的课件演示。本课程将带您深入了解这两种常见 总线的结构、协议和应用场景，让您成为总线通信的专家。
I2C总线
什么是I2C总线？它的基本结构和传输方式是什么？I2C总线在哪些场景中得到广泛应用？在本节中，我们将 一探究竟。
I2C总线的通信协议
SPI总线的用案例
1
Flash存储器
SPI总线在Flash存储器中的应用实现了高速读写操作，提供了可靠的数据存储解决方案。
2
DAC芯片
SPI总线在DAC芯片中的应用为音频和音乐设备提供了高保真的数字音频输出。
3
无线收发模块
SPI总线在无线收发模块中的应用使得远距离通信和数据传输成为可能。
I2C总线和SPI总线的对比
I2C总线在LCD屏幕中的应用 让我们能够实现高质量的图 形显示和信息交互。
SPI总线
什么是SPI总线？它的基本结构和传输方式有何特点？SPI总线在哪些场景中得到广泛应用？让我们一起来了 解。
SPI总线的通信协议
SPI总线的物理和电气特性如何影响数据传输？时钟极性和时钟相位有何作用？ 数据传输模式又是怎样的？本节将逐一解答。
SPI总线完全解读
SPI时序详解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。
SPI总线有四种工作方式(SP0, SP1, SP2, SP3)，其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3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时序详解---SPI接口在模式0下输出第一位数据的时刻SPI 接口有四种不同的数据传输时序，取决于CPOL和CPHL这两位的组合。
图1中表现了这四种时序，时序与CPOL、CPHL的关系也可以从图中看出。
图1CPOL是用来决定SCK时钟信号空闲时的电平，CPOL＝0，空闲电平为低电平，CPOL＝1时，空闲电平为高电平。
CPHA是用来决定采样时刻的，CPHA=0，在每个周期的第一个时钟沿采样，CPHA ＝1，在每个周期的第二个时钟沿采样。
由于我使用的器件工作在模式0这种时序（CPOL＝0，CPHA＝0），所以将图1简化为图2，只关注模式0的时序。
图2我们来关注SCK的第一个时钟周期，在时钟的前沿采样数据（上升沿，第一个时钟沿），在时钟的后沿输出数据（下降沿，第二个时钟沿）。
SPI接口详细讲解
• 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总线详细介绍
工作原理
双线和四线传输模式 双线SPI具有双I/O接口，与标准串行闪存设备相比，其传输速率可提高一倍。 MISO和MOSI数据引脚以半双工模式运行，每个时钟周期发送两个位。MOSI线变 为IO0，而MISO线变为IO1。 四线SPI与双线SPI类似，但吞吐量提高了四倍。添加了两条额外的数据线，每个 时钟周期传输4位，数据线为IO0、IO1、IO2和IO3。
菊花链级联方式走线的长度和走线的数量上相较与并联的级联方式有较明显的优势,但是该 种级联方式也限制了SPI总线对单个从机设备的读写操作。可以把每个从机看做移位寄存 器,在移位脉冲（SCLK）的作用下,串行数据从主机MOSI 输出,经由从机 SDI 管脚移入从机 DCP0，然后由 DCP0 的 SDO 管脚,移入 DPC1 的内部寄存器。
电路设计
layout注意事项
1.串阻靠近发射端放置,如RQA6RQA10靠近PCH;RQA5靠近FLASH 2.信号上过孔允许最大数量7个,一般 走不到这么多
3.数据和时钟的走线长度差要求在
500mil以内。
备注：双负载和三负载的情况，在信号线的
4.数据线距5mil以上，时钟和其它 两端加串阻，阻值大小默认参考Design
工作原理
传输模式 标准传输模式 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，SPI2，SPI3;其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3方式（实线表示）
Mode CPOL
0
0
1
0
2
1
3
1
CPHA 0 1 0 1
极性和相位
工作原理
工作原理
0和3这两种模式的相同的地方是都在时钟上升沿采样传输数据，区别这两种方 式的简单方法就是看空闲时，时钟的电平状态，低电平为mode 0 ，高电平为 mode 3。
SPI通信协议(SPI总线)学习.doc
SPI通信协议（SPI总线）学习1、什么是SPI？SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写。
是Motorola 公司推出的一种同步串行接口技术，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。
2、SPI优点支持全双工通信通信简单数据传输速率块3、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，所以跟IIC 总线协议比较在数据可靠性上有一定的缺陷。
4、特点1）：高速、同步、全双工、非差分、总线式2）：主从机通信模式5、协议通信时序详解1）：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)、SCLK(时钟)、CS(片选)。
(1)SDO/MOSI –主设备数据输出，从设备数据输入;(2)SDI/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)CS/SS –从设备使能信号，由主设备控制。
当有多个从设备的时候，因为每个从设备上都有一个片选引脚接入到主设备机中，当我们的主设备和某个从设备通信时将需要将从设备对应的片选引脚电平拉低或者是拉高。
2）：需要说明的是，我们SPI通信有4种不同的模式，不同的从设备可能在出厂是就是配置为某种模式，这是不能改变的；但我们的通信双方必须是工作在同一模式下，所以我们可以对我们的主设备的SPI模式进行配置，通过CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位）来控制我们主设备的通信模式，具体如下：Mode0：CPOL=0，CPHA=0Mode1：CPOL=0，CPHA=1Mode2：CPOL=1，CPHA=0Mode3：CPOL=1，CPHA=1时钟极性CPOL是用来配置SCLK的电平出于哪种状态时是空闲态或者有效态，时钟相位CPHA是用来配置数据采样是在第几个边沿：CPOL=0，表示当SCLK=0时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK 处于高电平时CPOL=1，表示当SCLK=1时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK 处于低电平时CPHA=0，表示数据采样是在第1个边沿，数据发送在第2个边沿CPHA=1，表示数据采样是在第2个边沿，数据发送在第1个边沿例如：CPOL=0，CPHA=0：此时空闲态时，SCLK处于低电平，数据采样是在第1个边沿，也就是SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在上升沿，数据发送是在下降沿。
SPI总线通俗易懂讲解
SPI总线通俗易懂讲解SPI总线MOTOROLA公司的SPI总线的基本信号线为3根传输线，即SI、SO、SCK。
传输的速率由时钟信号SCK决定，SI为数据输入、SO为数据输出。
采用SPI总线的系统如图8-27所示，它包含了一个主片和多个从片，主片通过发出片选信号-CS来控制对哪个从片进行通信，当某个从片的-CS信号有效时，能通过SI接收指令、数据，并通过SO发回数据。
而未被选中的从片的SO端处于高阻状态。
图8-27 SPI总线的系统主片在访问某一从片时，必须使该从片的片选信号有效；主片在SCK信号的同步下，通过SI线发出指令、地址信息；如需将数据输出，则接着写指令，由SCK同步在SI线上发出数据；如需读回数据，则接着读指令，由主片发出SCK，从片根据SCK的节拍通过SO发回数据。
因而对具有SPI接口的从片器件来讲，SCK、SI是输入信号，SO是输出信号。
SCK 用于主片和从片通信的同步。
SI用于将信息传输到器件，输入的信息包括指令、地址和数据，指令、地址和数据的变化在SCK的低电平期间进行，并由SCK信号的上升沿锁存。
SO用于将信息从器件传出，传出的信息包括状态和数据，信息在SCK信号的下降沿移出。
Microchip公司的25XX系列的串行E2PROM采用了SPI总线，该系列器件的性能如表8-2所示。
表8-2 Microchip公司的25XX系列的串行E2PROM型号25XX04025XX08025XX16025XX320容量4K（512 X 8bit）8K(1024 X 8bit)16K(4096 X 8bit)32K(4096 X 8bit)地址信号A0~A8A0~A9A0~A10A0~A11以25XX320为例，该器件是4K字节的E2PROM，结构如图8-28所示，接口信号为SCK、SI和SO，此外还具有-CS、-WP、-HOLD信号线。
其中-CS为器件选中信号，当此信号为低电平时器件被选中，高电平时器件处于等待状态。
第十五章串行外设接口SPIppt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：
《单片机原理及应用》教学课件 第12章 单总线与SPI总线技术
图12-16 ADC0832与单片机接口电路
• 12.1 单总线及其应用
• 12.1.1 单总线概述
•
单总线适用于单主机系统，能够控制一个
或多个从机设备。主机可以是微控制器，从机
可以是单总线器件，它们之间的数据交换只通
过一条信号线。当只有一个从机设备时，系统
可按单节点系统操作；当有多个从设备时，系 统那么按多节点系统操作。图12-1所示是单总 线多节点系统。
• DS18B20的引脚如图12-6所示。
图12-6 DS18B20引脚图
•
〔二〕DS18B20的内部结构及主要功能部件
•
DS18B20的总体结构如图12-7所示，由64位光刻ROM及串行
接口、上下温度传感器、上下温触发器、配置存放器、8位CRC发
生器、电源检测和寄生电容等各局部组成。
•
〔三〕DSl8B20工作过程
• 12.2.3 SPI器件ADC0832的应用
• ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分 辨率、双通道、SPI接口的A/D转换芯片。它体积小、 兼容性、性价比高，在实际应用中具有很高的普及率 。
• 〔一〕ADC0832引脚说明
• 〔二〕ADC0832与单片机接口及程序
• ADC0832与单片机接口如图12-16所示。
期为1us〕作为控制芯片，来读取DS18B20的温度值，
并通过2位数码管显示被测对象的温度值。系统的结构
如图12-8所示。
图12-8 8051单片机与DS18B20测温系统框图
• 12.2 SPI总线及应用
• 12.2.1 SPI总线概述
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〔一〕SPI总线简介
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SPI总线技术是Motorola公司推出的一种
SPI最新讲义
SPI接口是以主从方式工作的，此模式通常有一个主 器件和一个或多个从器件，并且同一时间内总线上只能有 一个主器件，可支持多SPI兼容设备的通信，其接口包括 以下四种信号： 1）MOSI – 主器件数据输出,从器件数据输入； 2）MISO – 主器件数据输入,从器件数据输出； 3）SCLK – 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(也称 为片选信号，常由I/O口作为片选)。 其中，SCLK用于同步主器件和从器件之间在MISO和 MOSI线上的串行数据传输，决定传输的速率，由主器件 输出。
4） SPI缺点：
a）从机不能主动传输，收发都由主机控制（解决方法：由从机通过中断向主机提出传 输请求，由主响应）； b）因其没有应答机制，是一种不可靠传输．
使用SPI的注意要点
作为主机时，片选引脚必须要与上拉电阻连接，并且不能作为I/O口使用； 作主机时，在发送一字节数据时同时也接收一字节数据； 数据寄存器与内部移位寄存器之间没有缓冲区，写数据寄存器会使数据直 接进入移位寄存器。因此，数据只能在上一次数据发送完成后写入数据寄 存器； 一个主机可以连接多个从机，但是一次只允许一个从机给主机发送数据。
a） I２C 协议复杂，速度较低； SPI协议简单，速度较高，在多从机系统中，每个从 机需要独立的使能信号，硬件上比I２C系统要稍微复杂一些； 比较 b） SPI没有指定的流控制，没有应答机制确认是否收到数据（不可靠传输）； c） I２C总线中的器件相对平等（均可成为主机），而 SPI总线中的器件不平等（主机 与从机相对确定）； 比较 d） I２C总线中的主机是通过从机地址与从机通信，而SPI总线是通过主单主机--多从机模式
多主机--多从机模式
2．SPI硬件结构 ． 硬件结构
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SPI总线通俗易懂讲解SPI总线MOTOROLA公司的SPI总线的基本信号线为3根传输线，即SI、SO、SCK。
传输的速率由时钟信号SCK决定，SI为数据输入、SO为数据输出。
采用SPI总线的系统如图8-27所示，它包含了一个主片和多个从片，主片通过发出片选信号-CS来控制对哪个从片进行通信，当某个从片的-CS信号有效时，能通过SI接收指令、数据，并通过SO发回数据。
而未被选中的从片的SO端处于高阻状态。
图8-27 SPI总线的系统主片在访问某一从片时，必须使该从片的片选信号有效；主片在SCK信号的同步下，通过SI线发出指令、地址信息；如需将数据输出，则接着写指令，由SCK同步在SI线上发出数据；如需读回数据，则接着读指令，由主片发出SCK，从片根据SCK的节拍通过SO发回数据。
因而对具有SPI接口的从片器件来讲，SCK、SI是输入信号，SO是输出信号。
SCK 用于主片和从片通信的同步。
SI用于将信息传输到器件，输入的信息包括指令、地址和数据，指令、地址和数据的变化在SCK的低电平期间进行，并由SCK信号的上升沿锁存。
SO用于将信息从器件传出，传出的信息包括状态和数据，信息在SCK信号的下降沿移出。
Microchip公司的25XX系列的串行E2PROM采用了SPI总线，该系列器件的性能如表8-2所示。
表8-2 Microchip公司的25XX系列的串行E2PROM 型号25XX04025XX08025XX16025XX320容量4K（512 X 8bit）8K(1024 X 8bit)16K(4096 X 8bit)32K(4096 X 8bit)地址信号A0~A8A0~A9A0~A10A0~A11以25XX320为例，该器件是4K字节的E2PROM，结构如图8-28所示，接口信号为SCK、SI和SO，此外还具有-CS、-WP、-HOLD信号线。
其中-CS为器件选中信号，当此信号为低电平时器件被选中，高电平时器件处于等待状态。
图8-28 25XX320的结构与并行接口电路不同的是，在并行接口电路中对器件进行操作的控制信号，在串行接口电路中只能用指令实现，25XX320的操作指令有数据读指令、写操作的允许和禁止指令、写数据指令和状态寄存器的读写指令。
在器件的内部有一个8位的指令寄存器，在SCK的上升沿，通过SI信号线，指令输入到上述寄存器并被执行。
表8-3 25系列串行存储器的指令指令名称指令格式描述READ00000011从选定的地址开始读存储器数据WRITE00000010从选定的地址开始写存储器数据WRDI00000100禁止写操作WREN00000110允许写操作RDSR00000101读状态寄存器WRSR00000001写状态寄存器器件的读操作时序如图8-29所示。
当-CS信号有效时，在SCK信号的同步下，8位的读指令送入器件，接着送入16位地址（由于25XX320只使用地址信号A0~A11，地址的高4位无效）。
在读指令和地址发出后，SCK继续发出时钟信号，此时存储在该地址的数据由SCK控制从SO引脚移出。
在每个数据移出后，内部的地址指针自动加1，如继续对器件发送SCK信号，可读出下一个数据。
当地址指针计到0FFFH之后，将回到0000H。
读操作的结束由-CS信号变高实现。
图8-29 25系列串行存储器的读时序25XX系列的串行EEPROM的写操作通过写允许及禁止指令控制，写操作必须在器件处于写允许状态时进行。
写允许及禁止指令均为8位的指令，指令的操作过程为：将-CS信号置为低电平，在SCK信号的作用下，通过SI引脚输入上述指令，在8位的指令送入器件之后，将-CS信号置为高电平，使器件锁存于写允许或写禁止状态。
如在输入写允许指令后未将-CS信号置为高电平，则写允许状态未锁存，此时如直接进行写操作，数据将不能写入存储器。
在上电、写禁止指令、写状态寄存器指令、写数据指令执行之后，器件的写允许状态将被复位，即处于写禁止状态。
写操作通常在写允许指令之后进行，其时序如图8-30所示。
在写允许状态锁存后，将-CS变高；再将-CS变低，在SCK的同步下输入写操作指令并送入16位地址，紧接着发送需写入的数据，写入的数据一次最多可达32个，但必须保证在同一页内。
一页数据的地址从XXXXXXXX XXX0 0000 开始，到XXXX XXXX XXX1 1111结束，当内部的地址指针计数器达到XXXX XXXX XXX11111后，继续发送时钟信号将使地址计数器回复到该页的第一个地址，即XXXX XXXX XXX0 0000H。
图8-30 25系列串行存储器的写时序为了使数据有效写入，-CS信号只能在写入数据的最后一个字节的最低位写入后变高。
如-CS信号在其他时间变高，将无法保证数据的完整写入。
在写操作的过程中，能通过读状态指令将状态寄存器的内容读回，当写操作完成后，写允许锁存状态将被复位。
优缺点SPI接口具有如下优点：1) 支持全双工操作；2) 操作简单；3) 数据传输速率较高。
缺点：1) 需要占用主机较多的口线（每个从机都需要一根片选线）；2) 只支持单个主机。
3) 没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。
如果还是看不懂，那就再通俗点。
SPI总线协议介绍一、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（MasterSlave）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（MSBfirst）；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。
总线结构如下图所示。
二、接口定义SPI接口共有4根信号线，分别是：设备选择线、时钟线、串行输出数据线、串行输入数据线。
（1）MOSI：主器件数据输出，从器件数据输入（2）MISO：主器件数据输入，从器件数据输出（3）SCLK：时钟信号，由主器件产生（4）/SS：从器件使能信号，由主器件控制三、内部结构四、时钟极性和时钟相位在SPI操作中，最重要的两项设置就是时钟极性（CPOL或UCCKPL）和时钟相位（CPHA 或UCCKPH）。
时钟极性设置时钟空闲时的电平，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，两者的接收数据也是同时完成的。
所以为了保证主从机正确通信，应使得它们的SPI具有相同的时钟极性和时钟相位。
SPI接口时钟配置心得：在主设备这边配置SPI接口时钟的时候一定要弄清楚从设备的时钟要求，因为主设备这边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。
五、传输时序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，上升沿一位数据被存入移位寄存器。
五、数据传输在一个SPI时钟周期内，会完成如下操作：1)主机通过MOSI线发送1位数据，从机通过该线读取这1位数据；2)从机通过MISO线发送1位数据，主机通过该线读取这1位数据。
这是通过移位寄存器来实现的。
如下图所示，主机和从机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。
当寄存器中的内容全部移出时，相当于完成了两个寄存器内容的交换。
《沁园春长沙》教学案例常青教材分析：本单元的教学重点是感受诗歌的情感意象，进而体会诗歌所抒发的思想感情，鉴赏表达技巧。
《沁园春•长沙》是现代人沿用古诗格律创作的杰出之作。
我国古典诗词的艺术表现手法，突出地体现在情与景的交融上。
“景乃诗之媒，情乃诗之胚；合而为诗，以数言而统万形，元气浑成，其浩无涯矣。
”（谢榛《四溟诗话》）这首词达到了情景交融的境界。
词的上片缘情择景，借助于山、林、船、鹰、鱼以及万物蓬勃旺盛之物象，抒写“问”谁主的豪情。
词的下片虽重在忆事抒情，但情中含景，“浪遏飞舟”的画面，则用象征手法，形象地表达了一代革命青年“主沉浮”的凌云壮志。
因而，读懂这首词须从古诗词的特点入手，从解读古读词的品悟入手，将其作为一首古诗来教，否则，仅作思想解读，学生无从理解，只会冷漠对之。
《沁园春•长沙》是背景深厚主题深刻的宏大之作。
特定的作词背景决定了特定的作词动机，诠释着上片的“看”与“问”，下片的“忆”与“答”。
远离那个时代的高中生，不弄清背景，将不知词中所云，诸如“万类霜天竞自由”的寓意，“主沉浮”的所指，“万户侯”的所代等等。
因而，教此文，宜适度提供相关背景，引导学生充分发挥想象、联想能力，自我发现，感知其宏大主题，否则，轻描淡写地走过场，难以得到其丰厚的东西。
《沁园春•长沙》是抒发雄图伟略的豪迈之作。
无论是问“谁主沉浮”的博大胸怀，还是“粪土当年万户侯”的英武豪气，或是“浪遏飞舟”的凌云壮志，无不体现了词人以天下为已任，改造旧世界的大抱负。
词人后来的丰功伟业，正是基于年轻时的壮志激励。
常言道：少年无大志，一生难作为。
而如今，青年学生不缺才识，不缺机遇，缺的正是以天下为已任的宏志，缺的是到中流击水，做中流砥柱的豪气。
学这首词，首要的是接受老一辈革命家的励志感染，鼓荡起青年学生的豪气，激发他们进入高中伊始就敢做梦，做大梦，为未来民族的伟大复兴而“到中流击水”。
因而，教这首词重在怡情励志，不必深究复杂历史，毋需字字到位。
学情分析：。