SPI串行接口优缺点及通信原理,看你知多少

发布日期:2018.05.18     浏览次数:


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。

 

1SPI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。

 

2SPI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)

aSDO/MOSI 主设备数据输出,从设备数据输入;

bSDI/MISO 主设备数据输入,从设备数据输出;

cSCLK 时钟信号,由主设备产生;

dCS/SS 从设备使能信号,由主设备控制。

 

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 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, 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。




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