信号测试简介及SPI测试举例

工作模式 SPI有四种工作模式,各个工作模式的不同在于SCLK不同, 具体工作由CPOL,CPHA决定 CPOL: (Clock Polarity),时钟极性 当CPOL为0时,时钟空闲idle时候的电平是低电平; 当CPOL为1时,时钟空闲idle时候的电平是高电平; CPHA:(Clock Phase),时钟相位 当CPHA为0时,时钟周期的前一边缘采集数据; 当CPHA为1时,时钟周期的后一边缘采集数据; CPOL和CPHA，分别都可以是0或时1，对应的四种组合就是：
板级信号测试介绍
——物联传感 硬件测试部
一
信号测试简介
二
Sห้องสมุดไป่ตู้I举例
一、信号的测试
1、信号完整性 现在的高速数字系统的时钟频率可能高达数百兆Hz，其快斜率瞬变和极高 的工作频率，以及很大的电路密集度，必将使得系统表现出与低速设计截然不 同的行为，出现了信号完整性问题。破坏了信号完整性将直接导致信号失真、 定时错误，以及产生不正确数据、地址和控制信号，从而造成系统误工作甚至 导致系统崩溃。因此，信号完整性问题已经越来越引起高速数字电路设计人员 的关注。
SPI主模块和与之通信的外设备时钟相位和极性应该一致。
3、信号测试
水浸检测器部分原理图
信号质量测试
谢谢！
如果电路中信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达IC，则该电路具 有较好的信号完整性。反之，当信号不能正常响应时，就出现了信号完整性问 题。SI（Signal Integrity）解决的是信号传输过程中的质量问题，尤其是在高速 领域，数字信号的传输不能只考虑逻辑上的实现，物理实现中数字器件开关行 为的模拟效果往往成为设计成败的关键。
2、常见信号质量问题
6）其他原因
3、信号测试几种常见类型
二、SPI介绍
1、定义
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，如今越来 越多的芯片集成了这种通信协议。
2、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（用于单向传输时，也就是半双工方式）。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）MOSI– SPI总线主机输出/ 从机输入（SPI Bus Master Output/Slave Input）； （2）MISO– SPI总线主机输入/ 从机输出（SPI Bus Master Input/Slave Output)； （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（Chip select），有的IC此pin脚叫SS。 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。
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（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）。
二、数据协议 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SCLK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8/16次时钟信号的改 变（上沿和下沿为一次），就可以完成8/16位数据的传输。 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。在多个从设备的系统中，每个从设备需要独立的使能信号 ，硬件上比I2C系统要稍微复杂一些。 数据方向和通信速度 SPI传输串行数据时首先传输最高位。波特率可 以高达5Mbps，具体速度大小取决于SPI硬件。 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