文档介绍:同步串行外设接口(SPI)是由摩托罗拉公司开发的全双工同步串行 总线,该总线大量用在与 EEPROM、ADC、FRAM和显示驱动器之类 的慢速外设器件通信。
SPI ( Serial Peripheral In terface )是一种串行串行同步通讯协 议,由一个主设备和一个或多个从设备 组成,主设备启动一个与从设 备的同步通讯,从而完成数据的交换。 SPI接口由SDI (串行数据输
入),SDO (串行数据输出),SCK (串行移位时钟),CS (从使能 信号)四种信号构成,CS决定了唯一的与主设备通信的从设备,如没 有CS信号,则只能存在一个从设备,主设备通过产生移位时钟来发 起通讯。通讯时,数据由SDO输出,SDI输入,数据在时钟的上升或 下降沿由SDO输出,在紧接着的下降或上升沿由 SDI读入,这样经 过8/16次时钟的改变,完成8/16位数据的传输。
总线协议
该总线通信基于 主-从(所有的串行的总线均是这样,USB,IIC, SPI等)配置,而且下面提到的方向性的操作合指代全部从主设备的角 度说得。它有以下4个信号:
MOSI:主出/从入
MISO:主入/从出
SCK:串行时钟
SS:从属选择;芯片上 从属选择” (slave-select)的引脚数决定了可 连到总线上的器件数量。
在SPI传输中,数据是同步进行发送和接收的。 数据传输的时钟基
于来自主处理器的时钟脉冲(好像也可以是IO上的电平的模拟时钟), 摩托罗拉没有定义任何通用 SPI的时钟规范。然而,最常用的时钟设 置基于时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)两个参数,CPOL定义SPI 串行时钟的活动状态,而 CPHA定义相对于SO-数据位的时钟相位。 CPOL和CPHA的设置决定了数据取样的时钟沿。
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。例如,Xicor公司的SPI串行器件传输 速度能达到5MHz。
SPI总线接口及时序
SPI总线包括1根串行同步时钟信号线以及2根数据线。
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接口时序如图3、图4所示。
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图3 CPHA=0时SPI总线数摇传输时序
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