单片机SPI通讯接口

2017-04-22 10:30分类：PLC基础知识阅读：

SPI 是英语 Serial Peripheral Interface 的缩写，望文生义便是串行外围设备接口。SPI 是一种高速的、全双工、同步通讯总线，规范的 SPI 也仅仅运用 4 个引脚，常用于单片机和 EEPROM、FLASH、实不时钟、数字信号处理器等器材的通讯。SPI 通讯原理比 I2C要简略，它首要是主从办法通讯，这种办法一般只需一个主机和一个或许多个从机，规范的 SPI 是 4 根线，别离是 SSEL（片选，也写作 SCS）、SCLK（时钟，也写作 SCK）、MOSI（主机输出从机输入Master Output/Slave Input）和 MISO（主机输入从机输出 Master Input/Slave Output）。

　　SSEL：从设备片选使能信号。假定从设备是低电平使能的话，当拉低这个引脚后，从设备就会被选中，主机和这个被选中的从机进行通讯。

　　SCLK：时钟信号，由主机发作，和 I2C通讯的 SCL 有点相似。

　　MOSI：主机给从机发送指令或许数据的通道。

　　MISO：主机读取从机的状况或许数据的通道。

　　在某些状况下，咱们也可以用 3 根线的 SPI 或许 2 根线的 SPI 进行通讯。比方主机只给从机发送指令，从机不需求回复数据的时分，那么 MISO 就可以不要；而在主机只读取从机的数据，不需求给从机发送指令的时分，那 MOSI 就可以不要；当一个主机一个从机的时分，从机的片选有时可以固定为有用电平而一贯处于使能状况，那么 SSEL 就可以不要；此时假定再加上主机只给从机发送数据，那么 SSEL 和 MISO 都可以不要；假定主机只读取从机送来的数据，SSEL 和 MOSI 都可以不要。

　　3 线和 2 线的 SPI 咱们要知道如何回事，实习运用也是有运用的，可是当咱们提及 SPI的时分，一般都是方针准 SPI，都是指 4 根线的这种办法。

　　SPI 通讯的主机也是咱们的单片机，在读写数据时序的进程中，有四种办法，要了解这四种办法，首要咱们得学习以下两个名词。

　　CPOL：Clock Polarity，便是时钟的极性。时钟的极性是啥概念呢？通讯的悉数进程分为闲暇时刻和通讯时刻，假定 SCLK 在数据发送之前和往后的闲暇状况是高电平，那么便是CPOL=1，假定闲暇状况 SCLK 是低电平，那么便是 CPOL=0。

　　CPHA：Clock Phase，便是时钟的相位。

　　主机和从机要沟通数据，就牵涉到一个疑问，即主机在啥时刻输出数据到 MOSI 上而从机在啥时刻采样这个数据，或许从机在啥时刻输出数据到 MISO 上而主机啥时刻采样这个数据。同步通讯的一个特征便是悉数数据的改动和采样都是伴跟着时钟沿进行的，也便是说数据老是在时钟的边际邻近改动或被采样。而一个时钟周期必定包含了一个上升沿和一个降低沿，这是周期的界说所挑选的，仅仅这两个沿的先后并无规矩。又因为数据从发作的时刻到它的安稳是需求必守时刻的，那么，假定主机在上升沿输出数据到 MOSI 上，从机就只能鄙人降沿去采样这个数据了。反之假定一方鄙人降沿输出数据，那么另一方就有必要在上升沿采样这个数据。

　　CPHA=1，就标明数据的输出是在一个时钟周期的榜首个沿上，至于这个沿是上升沿仍是降低沿，这要视 CPOL 的值而定，CPOL=1 那便是降低沿，反之便是上升沿。那么数据的采样天然便是在第二个沿上了。

　　CPHA=0，就标明数据的采样是在一个时钟周期的榜首个沿上，一样它是啥沿由 CPOL挑选。那么数据的输出天然就在第二个沿上了。细心想一下，这儿会有一个疑问：便是当一帧数据开端传输榜首个 bit 时，在榜首个时钟沿上就采样该数据了，那么它是在啥时分输出来的呢？有两种状况：一是 SSEL 使能的边际，二是上一帧数据的终究一个时钟沿，有时两种状况还会一同收效。

　　咱们以 CPOL=1/CPHA=1 为例，把时序图像出来给咱们看一下，如图1 所示。

　　单片机SPI通讯接口

　　图1 SPI 通讯时序图（一）

　　咱们看图1 所示，当数据未发送时以及发送结束后，SCK 都是高电平，因而 CPOL=1。可以看出，在 SCK 榜首个沿的时分，MOSI 和 MISO 会发作改动，一同 SCK 第二个沿的时分，数据是安稳的，此时采样数据是适合的，也便是上升沿即一个时钟周期的后沿锁存读取数据，即 CPHA=1。留神终究最荫蔽的 SSEL 片选，这个引脚一般用来挑选是哪个从机和主机进行通讯。剩下的三种办法，咱们把图像出来，简化起见把 MOSI 和 MISO 合在一同了，咱们细心对照看看研讨一下，把悉数的理论进程都弄了解，有利于你对 SPI 通讯的深化了解，如图2 所示。

　　单片机SPI通讯接口