SPI (Serial Peripheral Interface-一一串行外围接口)是一种同步串行外围接口,它在速度要求不高.低功耗、需保存少盘参数的智能化仪表及测控系统中得到广泛应用.使用SPI总线接口不仅能简化电路设计.还可以提高设计的可靠性。

SPI总线接口的基本原理:

SPI总线接口使用4个接口信号。即可实现MCU之间以及MCU与各种外围设备之间以主从设备模式和同步串行模式进行通信以交换信息。其中主设备必须为MCU,从设备可以是MCU,也可以是其他带有SPI接口的芯片。SPI总线有四个接口信号,它们分别为:

(I) MISO (Master In Slave Out):主机输入、从机输出信号。该信号在主设备中作为输入而在从设备中作为输出,亦即在一个方向上发送串行数据。一般是先发送MSB(最高位)后发送LSB(最低位)。若没有从设备被选中.则主设备的MISO线处于高阻状态。

(2) MOSI (Master Out Slave In):主机输出、从机输入信号.该信号在主设备中作为输出.从设备中作为输入,亦即在另一个方向上发送串行数据。一般地也是先发送MSB后发送LSB.

(3) SCK (Serial Clock):串行时钟信号。SCK俏号使通过MOSI和MISO的数据保持同步。SCK由主设各产生.输出给从设备。通过对时钟的极性和相位进行不同的选择,可实现四种定时关系。此外还要注意,主设备和从设备必须在相同的时序下工作.而SCK的时钟频率决定了整个SPI总线的传输速度,在用MCU作为主设备时,一般可通过对SPI控制寄存器编程.来选择不同的时钟频率。

(4) SS (Slave Select):从机选择信号。此信号用于选择一个从机,它应该在数据发送之前变为低电平,并且必须在整个传送过程中维持为稳定的低电平.主机的SS线应接高电平.SPI接口的基本结构图如图3.4.5               

在图中只给出简化的连接示意图。作为功能相对于设备(芯片)独立的SPI接口部件。它具有复杂的逻辑控制电路,在图中并未体现。由图可见,SPI的基本结构相当于两个8位移位寄存器的首尾相接,构成16位的环形移位寄存器ss信号用于选择设备工作于主模式还是从模式.主设备启动发送井产生SPI移位时钟,从设备被动接收时钟。在时钟的作用下.两个移位寄存器同步移位.在数据从主机移向从机的同时.数据也由从机移向主机。这意味着在一个移位周期内((8个时钟),主机与从机实现数据交换。

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