通讯协议--SPI同步串行协议

文章目录

  • 一、SPI
  • 二、接口
  • 三、通信模式(时钟极性)
    • [   CPHA (Clock Phase) 时钟极性](#   CPHA (Clock Phase) 时钟极性)
    • [   CPOL (Clock Polarity) 时钟相位](#   CPOL (Clock Polarity) 时钟相位)
  • 四、通信协议
    • [   起始信号:](#   起始信号:)
    • [   结束信号:](#   结束信号:)
    • [   数据采集和切换: 主从机收发都以此为标准。](#   数据采集和切换: 主从机收发都以此为标准。)
    • [   CPHA = 0 时的SPI通讯模式:](#   CPHA = 0 时的SPI通讯模式:)
    • [   CPHA = 1 时的SPI通讯模式:](#   CPHA = 1 时的SPI通讯模式:)
  • 五、通讯过程
    • [   1、超始信号](#   1、超始信号)
    • [   2、数据收发](#   2、数据收发)
    • [   3、主机发送](#   3、主机发送)
    • [   4、从机发送](#   4、从机发送)
    • [   5、终止信号](#   5、终止信号)

一、SPI

SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写,由Motorola提出,是一种高速的,全双工,同步的通信总线。

二、接口

SCLK: 时钟信号,由Master产生,用于同步。

MOSI: 主机数据输出,从机数据输入。

MISO: 主机数据输入,从机数据输出。

SS : Slave设备选择线,低电平有效。

三、通信模式(时钟极性)

SPI共有4种通讯模式,由CPOL与CPHA控制。

CPHA (Clock Phase) 时钟极性

0: 奇数边沿采集数据

1:偶数边沿采集数据

CPOL (Clock Polarity) 时钟相位

0:SCLK空闲时低电平

1:SCLK空闲时高电平

四、通信协议

起始信号:

SS由高变低,为SPI通讯的起始信号

结束信号:

SS由低变高,为SPI通讯的结束信号。

说明:

SPI总线为主从模式,

起始信号由主机发出,通过SS选择与之通信的从机,

结束信号也由主机发出,结束本次通信.

数据采集和切换: 主从机收发都以此为标准。

Mode0:空闲低电平,上升沿采集,下降沿切换。

Mode1:空闲低电平,下降沿采集,上升沿切换。

Mode2:空闲高电平,下降沿采集,上升沿切换。

Mode3:空闲高电平,上升沿采集,下降沿切换。

CPHA = 0 时的SPI通讯模式:

CPHA = 1 时的SPI通讯模式:

五、通讯过程

1、超始信号

主设备发起信号,将CS/SS拉低,启动通信。

2、数据收发

主设备通过发送时钟信号,来告诉从设备进行写数据或者读数据操作(采集时机可能是时钟信号的上升沿(从低到高)或下降沿(从高到低),根据spi模式而定),它将立即读取数据线上的信号,这样就得到了一位数据(1bit)。

3、主机发送

主机(Master)将要发送的数据写到发送数据缓存区(Memory),缓存区经过移位寄存器(缓存长度不一定,看单片机配置),串行移位寄存器通过MOSI信号线将字节一位一位的移出去传送给从机,同时MISO接口接收到的数据经过移位寄存器一位一位的移到接收缓存区。

4、从机发送

从机(Slave)也将自己的串行移位寄存器(缓存长度不一定,看单片机配置)中的内容通过MISO信号线返回给主机。同时通过MOSI信号线接收主机发送的数据,这样,两个移位寄存器中的内容就被交换。

5、终止信号

主设备发起信号,将CS/SS拉高,终止通信。

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