SPI簡(jiǎn)介

SPI(Serial Peripheral Interface),即串行外部設(shè)備接口,是一種全雙工、高速、同步的串行通信總線。利用單獨(dú)的數(shù)據(jù)線和單獨(dú)的時(shí)鐘信號(hào),來保證發(fā)送端和接收端的完美同步。

一 ·SPI信號(hào)線

SPI接口一般使用3～4條信號(hào)線通信,以主從模式工作(產(chǎn)生時(shí)鐘的一側(cè)稱為主機(jī),另一側(cè)稱為從機(jī)),收發(fā)獨(dú)立,可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)SPI設(shè)備互相連接。

【SCK】: 串行時(shí)鐘信號(hào)(Serial Clock),由主設(shè)備產(chǎn)生發(fā)送給從機(jī)。

【MOSI】:主發(fā)從收信號(hào)(Master Output Slave Input),主設(shè)備輸出/從設(shè)備輸入引腳,該引腳在主模式下發(fā)送數(shù)據(jù),在從模式下接收數(shù)據(jù)。

【MISO】:主收從發(fā)信號(hào)(Master Input Slave Output),主設(shè)備輸入/從設(shè)備輸出引腳,該引腳在從模式下發(fā)送數(shù)據(jù),在主模式下接收數(shù)據(jù)。

【CS/SS】:片選信號(hào)(Slave Select),由主設(shè)備控制。它的功能是用來作為片選引腳,也就是選擇指定的從設(shè)備,讓主設(shè)備可以單獨(dú)地與特定從設(shè)備通訊,避免數(shù)據(jù)線上的沖突。

二·SPI通信模式

SPI是允許主設(shè)備啟動(dòng)從設(shè)備同步通訊的一種協(xié)議,從而達(dá)到數(shù)據(jù)交換的通信目的。

SPI通信有4種不同的操作模式,通過CPOL(時(shí)鐘極性)和CPHA(時(shí)鐘相位)來控配置主設(shè)備的通信模式。

SPI模式0

SPI模式0:CPOL=0,CPHA=0

即空閑態(tài)時(shí),SCLK處于低電平,數(shù)據(jù)采樣是在第1個(gè)邊沿,也就是SCLK由低電平到高電平的跳變,數(shù)據(jù)采樣是在上升沿(準(zhǔn)備數(shù)據(jù)),(發(fā)送數(shù)據(jù))數(shù)據(jù)發(fā)送是在下降沿。

SPI模式1

SPI模式1:CPOL=0,CPHA=1

即空閑態(tài)時(shí),SCLK處于低電平,數(shù)據(jù)發(fā)送是在第1個(gè)邊沿,也就是SCLK由低電平到高電平的跳變,所以數(shù)據(jù)采樣是在下降沿,數(shù)據(jù)發(fā)送是在上升沿。

SPI模式2

SPI模式2:CPOL=1,CPHA=0

即空閑態(tài)時(shí),SCLK處于高電平,數(shù)據(jù)采集是在第1個(gè)邊沿,也就是SCLK由高電平到低電平的跳變,所以數(shù)據(jù)采集是在下降沿,數(shù)據(jù)發(fā)送是在上升沿。

SPI模式3

SPI模式3:CPOL=1,CPHA=1

即空閑態(tài)時(shí),SCLK處于高電平,數(shù)據(jù)發(fā)送是在第1個(gè)邊沿,也就是SCLK由高電平到低電平的跳變,所以數(shù)據(jù)采集是在上升沿,數(shù)據(jù)發(fā)送是在下降沿。

三 ·SPI模塊實(shí)測(cè)

1.采用10ppm高精度品質(zhì)晶振,全溫范圍內(nèi)(-40°C～+85°C) 精度偏差小,長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠,一致性好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見頻譜收斂,干凈無雜散,信號(hào)分離度優(yōu)異,信道間不易串頻。

2.良好的阻抗匹配,降低反射,得到最大化功率,提升接收靈敏度,也更好的保護(hù)電路板及元器件。

3.趨1的駐波

駐波波腹電壓與波谷電壓幅度之比,又稱為駐波系數(shù)、駐波比。駐波比等于1時(shí),表示饋線和天線的阻抗完全匹配,此時(shí)高頻能量全部被天線輻射出去,沒有能量的反射損耗。

4.真實(shí)電流

大幅延長(zhǎng)電池供電時(shí)間,同時(shí)自適應(yīng)連接、速率,延長(zhǎng)電池使用壽命,休眠電流僅0.7uA

四 ·SPI模塊優(yōu)勢(shì)

串行通信接口SPI因其

1.極其靈活的數(shù)據(jù)傳輸(不限于8位,可以是任意大小的字);

2.沒有啟動(dòng)和停止位,數(shù)據(jù)可以連續(xù)流式傳輸而不會(huì)中斷;

3.非常簡(jiǎn)單的硬件結(jié)構(gòu),占用更少的系統(tǒng)資源;

而在眾多通信方式中占據(jù)著一席之地。

非常適用于微控制器之間、以及微控制器和傳感器之間的通信。

因此被廣泛的應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、RFID、 工控、醫(yī)療、RF4CE、安防報(bào)警、數(shù)據(jù)采集、智能家居、水電氣抄表等多種場(chǎng)合。