spi(串行外设接口)是一种流行的通信协议,通常在微控制器中实现,通常用于与外设(传感器、显示器等)交互。
spi是一种同步通信协议,这意味着它有一条专用时钟线。spi中的通信线路包括:
miso =主机输入从机输出
mosi =主输出从输入
ss =从机选择
sck或sclk =串行时钟
顾名思义,spi中有主机和从机。主机是控制时钟线路的设备,因此控制通信。
spi是一种全双工协议,因为有两条数据线,每个通信方向一条(主机到从机和从机到主机),这意味着可以同时发送和接收数据。
spi总线
多个从器件可以使用相同的sck、miso和mosi通信线路(称为spi总线)连接到同一个主机。然而,每个从机都需要单独的从机选择(ss)线;主机根据其希望与哪个从机通信来设置从机选择线(低电平有效,即低电平表示选择,高电平表示取消选择)。
实际上,很少会同时在spi总线上发送和接收数据(通常情况是指令后跟响应,或者只是主机从从机读取)。然而,spi的优势之一是,由于具有专用且明确定义的通信线路,因此调试和故障排除非常简单(例如使用示波器)。像i2c这样的协议需要较少的通信线路,但是由于其复杂性,故障排除更加困难。
spi的另一个优势是,所有通信线路都被主动驱动为高电平或低电平,这与i2c相反,在后者中,通信线路仅被驱动为低电平,上拉电阻用于在通信线路未被主动驱动时将线路被动拉回到高电平(欲了解更多信息,请参阅我们关于i2c的文章)。使线路总是被有效驱动意味着可以实现更高的数据速率。
双通道和四通道spi
spi还有多种变体,称为双通道和四通道spi,可以使用多条数据线同时单向传输数据(技术上是并行的),从而进一步提高数据吞吐量(整体通信速度)。这些变化在例如需要高数据吞吐量的闪存芯片中很受欢迎。采用双spi时,通信照常开始(与单spi相同),但在向从机发送命令后,可以更改为双模式(详情见从机数据手册)。在双模式下,miso和mosi线各自成为双向(半双工)通信线路,称为sio0(串行i/o 0)和sio1每个字节的偶数位通过sio0传输,奇数位通过sio1传输。
四通道spi与此类似,只是多了两条通信线路——sio 2和sio3,每次传输半个字节。
spi配置
spi协议中的一些参数是可设置的;例如数据是在时钟信号的上升沿还是下降沿发送/接收的,以及时钟空闲是高还是低。还可以配置数据是先传输最低有效位(lsb ),还是先传输最高有效位(msb ),通常是msb优先。
实际上,很少会同时在spi总线上发送和接收数据(通常情况是指令后跟响应,或者只是主机从从机读取)。然而,spi的优势之一是,由于具有专用且明确定义的通信线路,因此调试和故障排除非常简单(例如使用示波器)。像i2c这样的协议需要较少的通信线路,但是由于其复杂性,故障排除更加困难。
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