SPI引脚接口及基本通讯时序详解

SPI引脚接口及基本通讯时序详解

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/kingboj/article/details/137969395

SPI（串行外设接口）是一种常用的同步串行通信接口，广泛应用于嵌入式系统中。本文将简要介绍SPI的基本概念、优势与劣势、基本时序图以及多从机连接方式。

1. SPI通讯的优势

1. 全双工串行通信；
2. 高速数据传输速率。
3. 简单的软件配置；
4. 极其灵活的数据传输，不限于8位，它可以是任意大小的字；
5. 非常简单的硬件结构。从站不需要唯一地址（与I2C不同）。从机使用主机时钟，不需要精密时钟振荡器/晶振（与UART不同）。不需要收发器（与CAN不同）。

2. SPI的缺点

1. 没有硬件从机应答信号（主机可能在不知情的情况下无法发送）；
2. 通常仅支持一个主设备；
3. 需要更多的引脚（与I2C不同）；
4. 没有定义硬件级别的错误检查协议；
5. 与RS-232和CAN总线相比，只能支持非常短的距离

3. 基本时序图

实际用示波器抓出来的波形不会这么规则

SPI总线包括4条逻辑线，定义如下：

• MISO：Master input slave output 主机输入，从机输出（数据来自从机）；
• MOSI：Master output slave input 主机输出，从机输入（数据来自主机）；
• SCLK： Serial Clock 串行时钟信号，由主机产生发送给从机；
• CS：Slave Select 片选信号，由主机发送，以控制与哪个从机通信，通常是低电平有效信号

4. SPI的时钟极性和相序

（1）时钟极性0、时钟相位0：

5. 多从机连接方式

(1)多NSS
(2)菊花链

1. NSS（Chip Select）方式：

• 优势：
• 简单易用：NSS方式是SPI连接中最常见和最简单的方式之一。在NSS方式中，每个设备都有一个独立的片选信号，可以通过控制片选信号来选择要与主控器通信的设备。
• 灵活性高：每个设备都有独立的片选信号，因此可以独立选择通信的设备，使得系统的灵活性更高。
• 容错性好：由于每个设备有独立的片选信号，因此可以避免片选信号冲突或者误选的情况，提高了系统的稳定性和可靠性。
• 劣势：
• 占用引脚多：由于每个设备都需要一个独立的片选信号，因此在连接多个设备时可能会占用大量的引脚资源，特别是在系统复杂度较高时可能会造成引脚不足的问题。

2. 菊花链（Daisy Chain）方式：

• 优势：
• 引脚占用少：菊花链方式通过将多个设备串联在一起，只需一个片选信号，因此在连接多个设备时可以节省大量的引脚资源，特别适用于系统复杂度较高或者引脚资源有限的情况。
• 线路简洁：菊花链方式的连接线路相对较简单，只需要一根片选信号线和一根数据线，可以减少连接线的数量和长度，提高系统的整体可靠性。
• 劣势：
• 灵活性较差：菊花链方式中，所有设备共享同一个片选信号，因此在通信时需要依次选中每个设备，可能会降低系统的响应速度和灵活性。
• 容错性较差：由于所有设备共享同一个片选信号，一旦出现片选信号错误或者冲突，可能会导致通信失败或者数据错误，降低了系统的稳定性和可靠性。