SPI通信方式介绍

SPI总线通信电路设计由于SPI(setialperipheralinterface)总线占用的接口线少，通信效率高，并且支持大局部处理器芯片，因而是一种抱负的选择。SPI是利用4根信号线进展通信的串行接口协4个接口信号为：串行数据输入(MISO，主设备输入、从设备输出)、串行数据输出(MOSI，主设备输出、从设备输入)、移位时钟(SCK)、低电平有效的从设备使能信号(cs)SPI最大的特点是由主设备时钟信号的消灭与否来确定主／从设备间的通信。一旦检测到主设备的时钟信号，数据开头传输。从机的角色是固定不变的，并且只有一个从机，因此，可以将主机的丽端接高电平，将从机SS端固定接地。图1全双工主机／从机连接方法本系统承受的是由两个单片机相互连接构成多主机通信系统I主设备负责产生系统SPISPI设各都承受一样的接口方式，可以通过调整处理器内部存放器转变时钟的极性和相位。由于SPI器件并不愿定遵循同一标准，比方EEPROMDACADCSPI接口的时序都有所不同，为了能够满足不同的接口需要，承受时钟的极性和相位可配就能够调整SPi的通信时序。SPI设各传输数据过程中总是先发送或接收高字节数据移1位数据。对于小于16位的数据在发送之前必需左对齐，假设接收的数据小于16位则承受输。多数具有SPI接口的存储芯片就以这种方式工作。在这种传输方式下，从机的片选端必需在整个传输过程中保持低电平。此时，一次传输可能会涉及到成千上万字节的信息，而不必在每个字节的数据发送的前后都去检测其起始位和完毕位异步传输方式的缘由所在。SPI牢靠传输距离只有是1—3m。SPI承受的是单端非平衡的传输方式，即传输的数据位的电压错误。在这种条件下，信号传输就变得毫无意义了。另外，由于单端非平衡传输方式以公共通常承受平衡传输(balancedtransmission)RS-422。SPI(setialperipheralinterface)总线占用的接口线少，通信效率高，并且支持大局部处理器芯片，因而是一种抱负的选择。SPI是利用4根信号线进展通信的串行接口协议，包括主／从两种模式。4个接口信号为：串行数据输入(MISO，主设备输入、从设备输出)(MOSI)(SCK)、低电平有效的从设备使能信号(cs)。SPI最大的特点是由主设备时钟信号的消灭与否来确定主／从设备间的通信。一旦检测到主设备的时钟信号，数据开头传输。名目SPI工作方式简介SPI的数据传输SPI用户规律SPI根本原理与构造SPI工作方式简介SPI是由美国摩托罗拉公司最先推出的一种同步串行传输标准片串行扩展接口。SPI模式可以允许同时同步发送和接收8位数据，并支持4种工作方式：RC5／SDO引脚；RC4／SDI／SDA引脚；RC3／SCK／SCL引脚；从动方式选择，对应RA5／SS／AN4引脚。SPI模式下与之相关的存放器有10个，其中4I2C模式共用的。图1所示是由一个主机对接一个从机进展全双工通信的系统构成的方式。在该系统中，SS端固定接地。图1全双工主机／从机连接方法SPISPI接口的外围芯片，可以在软件的把握下，构成多种简洁或者简洁的应用系统，例如以下3种。一个主机和多个从器件的通信系统。如图2所示，各个从器件是单片机的外围扩展芯片，它们的片选端SS分别独占单片机的一条通用I／O引脚，由单片机分时选通它们建立通信。这样省去了单片机在通信线路上SS端接地即可。图2一个主机扩展多个外围器件几个单片机相互连接构成多主机通信系统。图3所示为3个既可以当做主机也可以当做从机的单片机组成的系统。图3多主机通信系统连接方法主机、从机和从器件共同组成的应用系统。图4所示为一个主机、一个从机和多片外设芯片组成的应用系统。这些外设芯片有的只接收来自单片机信息，有的只向单片机供给信息，还有的既接收也发送信息。图4主机、从机和从器件互连SPI的数据传输SPISPISPI设各都承受一样的接口方式，可以通过调整处理器内部存放器转变时钟的极性和相位。由于SPI器件并不愿定遵循同一标准，比方EEPROM、DAC、ADC、实时时钟及温度传感器等器件的SPI接口的时序都有所不同，为了能够满足不同的接口需要，承受时钟的极性和相位可SPi的通信时序。SPI设各传输数据过程中总是先发送或接收高字节数据左移1位数据。对于小于16位的数据在发送之前必需左对齐，假设接收的数据小于16位则承受软件将无效的数据位屏蔽，如图1所示。SPIMASTER／SLAVE位〔SPICTL．2〕选择操作SPICLK信号的来源，如图2所示。图1SPI通信数据格式图2SPI主把握器／从把握器的连接SPI用户规律SPI-4接口没来说明用户规律的设计技巧。SinkCore的用户规律FIFO依据端口的地址等来分别缓存用户FIFOSP14数据接口，如图1所示。图1SinkCeore两个端口的用户规律SourceCore的用户规律当端口为两个时，用户规律就需要依据流控信息和两个不同的FffiOffJ状况来做仲裁，FIFOSPI4数据接口，如图2所示。图2SourceCore2个端口的用户规律SPI根本原理与构造串行外围设备接口(SPI)Motorola公司开发的、用来在微把握器和外围设备芯片之间实现数据交换的低本钱、易使用接口。与标准的串行接口不同，SPI是一个同步协议接口，全双工通信，全部的传输都参照一个共同的时钟，这个同步时钟信号由主机产生。接收数据的外设使用时钟对串行比特流的接收进展同步化。其传输速度可达几Mb/s。SPI4MISO(主机输入/从机输出)、MOSI(主机输出/从机输入)、SCLK(串行时钟)、或(外设片选或从机选择)。MISO信号由从机在主机的把握下产生。

信号用于制止或使能外设的收发功能。为高电寻常，制止外设接收和发送数据； 为低电寻常，允许外设接收和发送数据。图1所示是微处理器通过SPI与外设连接的示意图。主机和从机都有一个串行移位存放器，主机通过向它的SPI串行存放器写入一个字节来发起一次传输。存放器通过MOSI信号线将字节传送给从机，从机也将自己的移位存放器中的内容通过MISO信号线返回给主机(如图2所示)。这样，两个移位存放器中的内容就被交换。外设的写操作和读操作是同步完成的。就必需发送一个空字节来引发从机的传输。当主机发送一个连续的数据流时，有些外设能够进展多字节传输。多数具有SPI接口的的前后都去检测其起始位和完毕位，这正是同步传输方式优于异步传输方式的缘由所在。虽然SPISPI窜到信号中，形成噪声干扰。所以，为了解决抗干扰问题，通常承受平衡传输(balancedtransmission)方式，这里承受比较常见的RS-422。RS-422简介RS-422标准是RS-232的改进型，全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”。它使用两根RS-422RS-232、SPI等非平衡传输方式。其最大传输距离约1200m，最大传输速度可达10Mb/s。但是由于线路过长造成损耗，其传输速率会随着距离的增加而下降。3RS-422D通过双绞线和接收器R端的电阻Rt300m以下的短距离传输中可以不接该电阻。RS-42210个，即一个主设备、10个从设备，从设备之间不能通信[8]。RS-422支持一点对多点的双向通信。由于它的接口承受过软件方式或硬件方式实现。RS-4224V～12V之间。其规律电平定义为：在发送端，以双绞线之间电压差为＋2V～＋6V1，以－2V～－6V0；在接收端，双绞线之200mV1，小于－200mV0。S3C2450XSPI接口S3C2450XSAMSUNG公司最近推出的一款高性能、低功耗16/32bitRISC处理器，其最高主频可达533MH400MHARM926EJMMAMBA16KB指令Cache16KB数据Cache，每个Cache都由8NANDFlashBootloader、系统治理器、PLL时钟发生器、PWM定时器、8通道DMA和多种接口把握器高了系统的牢靠性。S3C2450X2个高速SPI28/16/32bit的移位存放器分别用于发送(TxFIFO)和接收(RxFIFO)数据。在发送时，将要发送的数据写入SPI发送数据存放器〔HS_SPI_Tx_DATA〕中，数据会被自动移入TxFIFO；在接收数据时，为了从RxFIFO中读出数据，CPU访问SPI数据接收存放器〔HS_SPI_Rx_DATHS_SPI_Rx_DATA中。S3C2450XSPI接口支持主模式和从模式两种传输方式。在主模式下，同步时钟SPICLKS3C2450X产生并传输给外围设备。此时，通过设置时钟配置存放器(Clk_CFG)可以调整同步时钟SPICLKSPI3PCLK，外部时钟源Epllclock和USBCLK。其同步时钟计算公式为：同步时钟频率＝f/[2×(预分频值＋1)]其中f是所选时钟源的频率，预分频值的取值范围是0～255。假设取f＝400MHz，则同步时200MHz200Mb/s。但由于受到内部存放器和外会引起传输错误，所以其实际数据传输率不会很高，一般只有几Mb/s。转换电路设计由于RS-422承受的电平与SPI不同，所以必需使用电平转换芯片。这里承受MAXIM公司MAX3088[10]RS-42210Mb/s8个引脚：5号引脚为电源引脚，8号引脚为接地引脚，6号(A)、7号(B)是差分信号引脚。其他几个引脚分别为：1(RO)是接收器输出；2是接收器输出访能，3(DE)是驱动器输出访能，4(DI)只需将和DE1，此时，假设输入DI1，则输出的A1，B0；假设DI0，则A0，B1。它与S3C2450X4所示。4中将S3C2450XSPICLK0SPIMOSI02MAX3088的DI引脚上，DERE5V直流电源，AB为差分信号对输出，C1、C2为旁路电容。由于只使用SPI的发送功能，所以无视了SPIMISO0引脚。接口电路调试由于RS-422只是规定了电压标准而无具体实现细节，所以接口的软件调试主要是对S3C2450XSPI模块进展设置。其具体编程步骤如下：(1)SPI配置存放器CH_CFG设置数据传输格式。(2)设置时钟配置存放器Clk_CFG，打算同步时钟频率。SPI模式存放器MODE_CFG，包括传送数据的单位以及是否启用DMA模式等。(4)设置中断使能存放器，包括是否响应FIFO溢出以及为空时所产生的中断等。通过设置CH_CFG中的RxChOn和TxChOn翻开数据传输通道。发送数据，检查发送预备好标志〔 TxFifoRdy＝1，然后写数据到数据发送存放TX_DATA。接收数据，检查接收预备好标志RxFifoRd＝1，接着数据接收存放器RX_DATA从读缓冲区读出数据，之后从R