关于SPI基本知识和工作原理及硬件电路设计浅析
设计之前先了解基本知识和工作原理
概述：spi（serial perripheral interface），中文是串行外围设备接口，由motorola 公司开发并推出的一种串行通讯接口，一般主要应用在mcu和外围设备之间的通讯，广泛应用在flash，模数转换器，通讯模块等外围芯片或者模块与mcu之间的通讯。
特点：高速（1.受限于最大时钟频率2.受限于cpu处理spi数据的能力；3受限于pcb走线）；
全双工（两个数据线可以同时收发）；
主从模式（既可当主机又可当从机工作）；
提供频率可编程时钟；
接口：sck： serial clock，作用是主设备往从设备传输时钟信号，控制数据交换及速率;
ss/cs:slave select/chip select，用于主设备片选从设备，由主设备控制；
sdo/mosi:serial data output/master out slave in，作用是spi设备发送数据;
sdi/miso： serial data input/master in slave out，作用是spi设备接收数据;
工作模式：有四种工作模式，工作模式是根据cpol和cpha逻辑配置而定的。
spi主模块和与之通信的外设备时钟相位和极性应该一致。
时钟极性cpol（clock polarity）：配置为0时spi总线空闲为低电平，配置为1时spi
总线空闲为高电平；
时钟相位cpha（clock phase）：配置为0时在sck第一个跳变沿采样（上升或下降），
配置为1时在sck第二个跳变沿采样（上升或下降）；
工作模式0：当cpha=0、cpol=0时
工作模式1：当cpha=1、cpol=0时
工作模式2：当cpha=0、cpol=1时
工作模式3：当cpha=1、cpol=1时
硬件电路设计
系统物理连接：sck—sck sdo/mosi—sdi/miso ss/cs—ss/cs
实际电路设计：
1.信号线和时钟线串电阻：终端阻抗匹配：高速信号一般在电路的终端串接小电阻用于阻抗的匹配，ttl
信号阻抗约13，串接33ω即可，防信号完整性问题；
过esd测试：用于过esd测试；
接口防护：当信号线连接外部接口时，在接插件拔插瞬间可能会有高压，串接电阻可保护io；
2. 片选信号：是否要接上拉电阻或者下拉电阻，看具体规格书要求；
3. 线能粗则粗，能短则短。减小线路寄生电容，电感（走线长度小于波长的20分之一，最长不要超过75cm;
4. 可以走弧形线就走弧形线；
5. 严格用地包络屏蔽；
6. 如果要求严格的话，可以把时钟线和数据线分开；
信号测试：
1.高低电平值；
2.最大和最新的过冲；
3.正回冲和负回冲；
了解PCB功能和术语
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1.信号线和时钟线串电阻：终端阻抗匹配：高速信号一般在电路的终端串接小电阻用于阻抗的匹配，ttl
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接口防护：当信号线连接外部接口时，在接插件拔插瞬间可能会有高压，串接电阻可保护io；
2. 片选信号：是否要接上拉电阻或者下拉电阻，看具体规格书要求；
3. 线能粗则粗，能短则短。减小线路寄生电容，电感（走线长度小于波长的20分之一，最长不要超过75cm;
4. 可以走弧形线就走弧形线；
5. 严格用地包络屏蔽；
6. 如果要求严格的话，可以把时钟线和数据线分开；
信号测试：
1.高低电平值；
2.最大和最新的过冲；
3.正回冲和负回冲；
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