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spi通信原理

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spi通信原理

SPI（串行外围接口，Serial Peripheral Interface）是一种常见的半双工、同步串行通信总线接口（bus interface）。它由一个正极性信号线（CS，Chip Select），一个时钟信号线（SCK，Serial Clock），一个向下发出数据线（MOSI，Master Out-Slave In）和一个向上接收数据线（MISO，Master In-Slave Out）构成，可用于微分模式或模拟模式通信，且具有较高的数据传输率和节点连线数，是一种主从（Master-Slave）式的串行数据传输标准。

一、SPI通信原理

1、工作模式

SPI接口通信模式有三种，分别是主模式（Master Mode）、从模式（Slave Mode）和双向模式（Bi-directional Mode），根据两个彼此连接的电路是主端还是从端，其工作模式就可以分别确定。

（1）主模式

主模式有总线的控制权，它是总线的主导者，其发送时钟信号控制总线，由它读取从模式器件入端口的字节数据或者写入数据到从模式器件出端口，它一般兼顾发送和接收两种操作，并且在发送和接收都有数据缓存能力；

（2）从模式

从模式段缺少时钟和控制信号，从模式由主模式发送的时钟信号控制总线，从模式只能够等待主模式的唤醒，接收到主模式发来的时钟脉冲，才能工作；

数据传输中，从模式由主模式发来的数据控制信号中控制自身的行为，从模式接收到数据，可能直接或间接地存储在从模式自身的缓冲位；

（3）双向模式

双向模式下，两电路当守护者和执行者双重角色，类似主模式，双向模式的总线可以实现双向同时收发数据功能，这也是SPI最重要的一个特点之一；

2、信号线

（1）CS： Chip Select，片选信号，由主机向从机发送，表示仪器的开始和结束信号；

（2）SCK： Serial Clock，系统时钟信号，由主机向从机发送，控制数据的传输；

（3）MOSI： Master Out Slave In，主机输出从机输入，由主机向从机发送；

（4）MISO： Master In Slave Out，主机输入从机输出，由从机向主机发送；

3、总线收发：

1）主机向外设发送起始信号CS并向外设发出一个脉冲，外设将收到控制信号，从而开始读写操作；

2）主机向外设发送时钟信号SCK，外设收到时钟信号后，可以进行一般主机传入和传出操作；

3）主机发出信号来控制从机发出数据，从机受到数据标识，可以开始向主机发送数据，主机则接收从机发出的数据；

4）当数据传送完毕后，起始信号CS将放低，SCK亦会放低，外设再将已写完信息的SS连接信号拉高；

5）最后，外设会结束数据的读取和写入，同时将SS

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SPI简介讲解

SPI简介讲解

一 SPI协议概括

SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器一 SPI协议概括

SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200.

SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入），SDO（数据输出），SCK（时钟），CS（片选）。

（1）SDO – 主设备数据输出，从设备数据输入

（2）SDI – 主设备数据输入，从设备数据输出

（3）SCLK – 时钟信号，由主设备产生

（4）CS – 从设备使能信号，由主设备控制

其中CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效。这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。

接下来就负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCK时钟线存在的原因，由SCK提供时钟脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 SDO线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输，输入也使用同样原理。这样，在至少8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次），就可以完成8位数据的传输。

MCU与DSP的SPI通信设计

MCU与DSP的SPI通信设计

技术纵横　

Ｍ　Ｃ　Ｕ与ＤＳ　Ｐ的Ｓ　Ｐ　Ｉ通信设计　

■南京航空航天大学　朱广斌　朱德明　孟，Ｊ、禾ＩＪ　

伺服控制器的实时性对工控系统至关重要。本文提出一种伺服系统的多处理机方案，着重阐述系统中　

…　ＭＳＰ４３０与ＤＳＰ之间ＳＰＩ通信的硬件设计和软件实现，给出ＭＳＰ４３０与ＤＳＰ之间通信的通信协议，并应　…一　用这种协议实现ＭＳＰ４３０与ＤＳＰ之间的通信。该设计方案不仅满足系统实时性要求，而且简化了系统　

结构，增强了系统的可靠性。　

关键词　ＳＰＩ　ＭＳＰ４３０　ＤＳＰ　ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ　

引　言　

现今的工控系统中，为了提高系统的实时性和适用　

性，一般采用ＤＳＰ来完成核心算法与控制，而使用ＭＣＵ　

来实现人机对话，以实现实时控制功能。这样，ＤＳＰ和　

ＭＣＵ需要一种高效的数据总线来完成它们之间的大量　

数据传送。ＳＰＩ总线由于占用的接口线少，通信效率高，　

并且大部分处理器芯片都支持，因而是一种理想的设　

计方案。　

针对交流伺服系统实际使用的要求，采用ＴＩ公司的　

高性能ＤＳＰ控制器ＴＭＳ３２ＯＬＦ２４Ｏ７Ａ（简称“２４Ｏ７Ａ”）作　

为控制核心；选用ＴＩ公司生产的ＭＳＰ４３０系列单片机中　

的ＭＳＰ４３０Ｆ１４９作为人机界面的控制芯片，来实现按键和　

数据采集以及显示的功能；采用ＳＰＩ串口通信实现单片机　

与ＤＳＰ之间的数据传输。　

１　系统硬件的构成　

１．１　ＭＳＰ４３０　

ＭＳＰ４３Ｏ系列单片机是ＴＩ公司近几年开发的新一代　

单片机。该单片机在设计上打破常规采用了全新的概念，　

其突出的优点是低电源电压、超低功耗、多种功能。由于　

其功能远远超过其他系列单片机的功能，因而又称为“混　

合型单片机”。ＭＳＰ４３０具有非常高的集成度，单片集成　

了多通道的１２位Ａ／Ｄ转换、片内精密比较器、多个具有　

ＰＷＭ功能的定时器、片内ＵＳＡＲＴ、看门狗定时器、片内　

数控振荡器、大量的Ｉ／Ｏ端口以及大容量的片内存储器。　

同时，ＭＳＰ４３０Ｆ１４９是Ｆｌａｓｈ存储器型单片机，具有良好　的仿真开发技术，设置有ＪＴＡＧ仿真接口和高级语言编译　

三种通信模式SPI

三种通信模式SPI

三种通信模式SPI、UART、I2C它们的工作原理是怎样的？

标签: UART SPI 通信 原理 模式 2010-03-29 10:56

SPI接口的全称是"Serial Peripheral Interface",意为串行外围接口,是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在EEPROM, FLASH,实时时钟,AD转换器,还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。

SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输,在主器件的移位脉冲下,数据按位传输,高位在前,低位在后,为全双工通信,数据传输速度总体来说比I2C总线要快,速度可达到几Mbps。

SPI接口是以主从方式工作的,这种模式通常有一个主器件和一个或多个从器件,其接口包括以下四种信号：

（1）MOSI – 主器件数据输出,从器件数据输入

（2）MISO – 主器件数据输入,从器件数据输出

（3）SCLK – 时钟信号,由主器件产生

（4）/SS – 从器件使能信号,由主器件控制

1.在点对点的通信中,SPI接口不需要进行寻址操作,且为全双工通信,显得简单高效。

2.在多个从器件的系统中,每个从器件需要独立的使能信号,硬件上比I2C系统要稍微复杂一些。

SPI接口在内部硬件实际上是两个简单的移位寄存器,传输的数据为8位,在主器件产生的从器件使能信号和移位脉冲下,按位传输,高位在前,低位在后。如下图所示,在SCLK的下降沿上数据改变,同时一位数据被存入移位寄存器。

SPI接口内部硬件图示：

最后,SPI接口的一个缺点：没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据。

I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。

由于接口直接在组件（组件是对数据和方法的简单封装）之上，因此I2C总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。总线的长度可高达25英尺，并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件。I2C总线的另一个优点是，它支持多主控(multimastering)， 其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。

SPI协议简介

SPI协议简介

SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如P89LPC900.

SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，其工作模式有两种：主模式和从模式，无论那种模式，都支持

3Mbit/s的速率，并且还具有传输完成标志和写冲突保护标志。到目前为止，我使用过的具有SPI总线的器件，就是存储芯片Eprom：at25128，在使用过程中，发现的确是有这种总线的优点。下面以P89LPC900单片机的SPI总线来解释SPI总线的通用使用规则。

LPC900单片机的SPI接口主要由4个引脚构成：SPICLK、MOSI、MISO及/SS，其中SPICLK是整个SPI总线的公用时钟，MOSI、MISO作为主机，从机的输入输出的标志，MOSI是主机的输出，从机的输入，MISO是主机的输入，从机的输出。/SS

是从机的标志管脚，在互相通信的两个SPI总线的器件，/SS管脚的电平低的是从机，相反/SS管脚的电平高的是主机。在一个SPI通信系统中，必须有主机。

SPI总线可以配置成单主单从，单主多从，互为主从。今以互为主从模式作为讲解：

要进行SPI互为主从操作，必须遵照以下步骤：

1 对A、B进行初始化，均设为主机（需要进行以下操作）。

a) SPI端口初始化为准双向。

b) SPCTL配置为0x50，SSIG=0，SPEN=1，MSTR=1。

c) 清除SPSTAT中的SPIF及WCOL标志位为0。