SPI通信详解-学习笔记

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SPI:高速、全双工,同步、通信总线


  1. SPI主从模式
    SPI分为主、从两种模式,一个SPI通讯系统需要包含一个(且只能是一个)主设备,一个或多个从设备。提供时钟的为主设备 (Master),接收时钟的设备为从设备(Slave),SPI接口的读写操作,都是由主设备发起。当存在多个从设备时,通过各自的片选信号进行管理。
  2. SPI信号线
    SPI接口一般使用四条信号线通信:
    SDI(数据输入),SDO(数据输出),SCK(时钟),CS(片选)
    MISO: 主设备输入/从设备输出引脚。该引脚在在主模式下接收数据,从模式下发送数据。(输出为发送,输入为接收)
    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。
    SCLK:串行时钟信号,由主设备产生。
    CS/SS:从设备片选信号,由主设备控制。它的功能是用来作为"片选引脚",也就是选择指定的从设备,让主设备可以单独地与特定从设备通讯,避免数据线上的冲突。
  3. SPI设备选择
    当SPI主设备想读/写[从设备]时,它首先拉低[从设备]对应的CS线CS是低电平有效 ),接着开始发送工作脉冲到时钟线上(SCLK),在相应的脉冲时间上,[主设备]把信号发到MOSI实现"写",同时可对MISO采样而实现"读"。
    SPI只有主模式和从模式之分,没有读和写的说法,外设的写操作和读操作是同步完成的。
  4. SPI通信的四种模式
    即设置SCLK时钟信号线的信号为有效信号,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:
  5. **时钟极性(CPOL)**定义了时钟空闲状态电平:
    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
  6. 时钟相位(CPHA)定义数据的采集时间:
    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,在第2个边沿发送数据
    CPHA=1,在时钟的第二个跳变沿(上升沿或下降沿)进行数据采样,在第1个边沿发送数据

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