24小時(shí)聯(lián)系電話(huà):18217114652、13661815404
中文
- 您當前的位置：
- 首頁(yè)>
- 電子資訊>
- 技術(shù)專(zhuān)題>
- 串行外設接口
技術(shù)專(zhuān)題
串行外設接口
串行外設接口
串行外圍設備接口（SPI）允許嵌入式系統之間進(jìn)行高速同步數據傳輸。它基本上用于兩個(gè)嵌入式設備之間的短距離通信。SPI的最常見(jiàn)用途之一是將您的微控制器連接到LCD等外設。
什么是串行外圍設備接口？
“串行外圍接口（SPI）是一種通信協(xié)議，旨在在短距離內傳輸同步數據。” 現在，讓我們簡(jiǎn)化上面的定義。
什么是同步數據？
根據字典，“同步”一詞是指同時(shí)發(fā)生或在每次發(fā)生之間具有一致時(shí)間的事物。因此，同步數據意味著(zhù)連續且一致的時(shí)間傳輸數據。
什么是同步數據傳輸？
同步數據傳輸是一種數據傳輸方法，其中連續的數據信號流伴隨有定時(shí)信號（由電子時(shí)鐘生成），以確保發(fā)送器和接收器彼此同步。在這種傳輸模式下，數據以規則的時(shí)間間隔以數據包或幀的形式發(fā)送。
什么是串行通訊？
串行通信是通過(guò)通信通道或計算機總線(xiàn)一次按順序發(fā)送數據的過(guò)程。
現在，在討論所有這些之后得出結論。就是說(shuō)SPI是標準化的或為在兩個(gè)短距離電子設備之間傳輸數據而定義的協(xié)議。
串行外圍接口的功能
SPI的一些共同特征是–
1- SPI在全雙工模式下工作。這意味著(zhù)可以同時(shí)從網(wǎng)絡(luò )的兩端傳輸數據。
2-它適用于主從架構。這意味著(zhù)您可以擁有一個(gè)可以控制您的網(wǎng)絡(luò )的主設備。
3-它是四線(xiàn)串行總線(xiàn)。它可以有多個(gè)奴隸。
什么樣的SPI誕生了？
現在，既然我們知道什么是SPI及其重要功能?，F在我們將討論“什么是SPI誕生的？”
SPI之所以出現是因為我們的處理器或控制器不是自給自足的。就像我們的身體有大腦，但我們需要眼睛，鼻子和耳朵來(lái)感知事物并為大腦提供輸入。我們需要手和腿按照人類(lèi)大腦的指示執行某些操作。因此，我們還需要將輸入，輸出和內存外圍設備連接到我們的處理器。因此，為了連接這些提供同步數據的短距離外圍設備（例如閃存，支持USB的鍵盤(pán)或鼠標），我們需要一個(gè)協(xié)議。
這樣，所有串行外圍設備制造商都可以制造獨立的外圍設備，這些設備可以連接到任何類(lèi)型的處理器。這就是為什么此標準通信協(xié)議應運而生的原因。
串行外圍設備接口（SPI）接口
如下圖所示，SPI總線(xiàn)具有以下四個(gè)信號：
SCLK：串行時(shí)鐘（主機輸出）
MOSI：主機輸出從機輸入或主機輸出從機輸入（主機輸出數據）
MISO：主機輸入從機輸出，或主機輸入從機輸出（從機的數據輸出）
SS：從機選擇（通常為低電平有效，從主機輸出）
因此，如果要將任何外圍設備連接到處理器或CPU，則可以通過(guò)這種方式輕松實(shí)現。根據給定的圖連接PIN。盡管上面給出的名稱(chēng)是大多數體系結構中最常見(jiàn)和最受歡迎的引腳名稱(chēng)約定。
SPI中的數據傳輸如何工作？
在SPI設備中，使用主/從關(guān)系進(jìn)行通信。主機啟動(dòng)數據傳輸。主機還為從機設備生成時(shí)鐘，并從網(wǎng)絡(luò )中選擇一個(gè)從機。數據總是同時(shí)在兩個(gè)方向上傳輸。如果只想發(fā)送，則需要從接收方生成一個(gè)虛擬字節。發(fā)生這種情況是因為SPI內部在發(fā)送器和接收器側都有兩個(gè)移位寄存器。而且，每當從一側發(fā)送數據時(shí)，我們就需要從接收器一側接收一些數據，因為數據在內部一點(diǎn)一點(diǎn)地移位。
在幕后進(jìn)行傳播
該系統由兩個(gè)移位寄存器（基于字長(cháng)或處理器）和一個(gè)主時(shí)鐘發(fā)生器組成。當將所需從設備的從設備選擇SS引腳拉低時(shí)，SPI主設備啟動(dòng)通信周期。主機和從機準備在各自的移位寄存器中發(fā)送數據，主機在SCK線(xiàn)上產(chǎn)生所需的時(shí)鐘脈沖以交換數據。數據總是在主機輸出（從機輸入，MOSI，線(xiàn)路）上從主機轉移到從機，在主機輸入（從機輸出，MISO，線(xiàn)路）上從主機轉移到主機。在每個(gè)數據包之后，主機通過(guò)拉高從機選擇SS線(xiàn)來(lái)同步從機。
