‘澳门太阳网’【硬见小百科】趣味SPI总线解析

什么是SPI？SPI全称是串行外设模块（SerialPeripheralInterface），是由Motorola明确提出的一种全双工（全双工指可以同时（瞬时）展开信号的双向传输（A→B且B→A））实时串行通信接口，通信波特率可以高达5Mbps，但明确速度大小各不相同SPI硬件。SPI总线只需四条线就可以已完成MCU与各种外围器件的通讯。

1）MOSI（SDI）–Master数据输入，Slave数据输出2）MISO（SDO）–Master数据输出，Slave数据输入3）SClK–时钟信号，由Master产生4）／CS–Slave使能信号，由Master掌控。Msater居多模式，Slave从模式。SPI通信就是使用这样的主从模式（Master－Slave）架构，一般为一个Master和多个Slave的应用于模式。

切记，谁居多，谁获取SCLK时钟信号。在以上四根线中，CS是掌控芯片否被顺位的，只有选信号为预先规定的使能信号时，回应芯片的操作者才有效地。

这就容许主模式在同一总线上相连多个SPI设备沦为有可能。接下来再行相连通讯的3根线就可以了。SPI如何构建通讯SPI也是串行通讯协议，是说道数据是一位一位传输的。

这是SCLK时钟线不存在的原因，由SCLK获取时钟脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲已完成数据传输。操作者时序很非常简单，如下：看到时序图了，就告诉怎么通讯了。SPI模块在Master掌控下产生的从器件使能信号和时钟信号，两个双向移位寄存器按位传输展开数据交换，传输数据高位在前，低位在后（MSBfirst）。

在SCK的上升沿上数据转变，下降沿一位数据被现金移位寄存器。换回个众说纷纭，SPI是一个环形总线结构，主要是在sck的掌控下，两个双向移位寄存器展开数据交换。

对于主机来说，下降沿发送到、上升沿接管、高位再行发送到。下降沿来临的时候，sdi上的电平将被发送到从设备的寄存器中。从M＿Sbuff寄存器的7位，发送到S＿Sbuff寄存器的0位；上升沿来临的时候，sdi上的电平将被接管到主设备的寄存器中。

从S＿Sbuff寄存器的7位，发送到M＿Sbuff寄存器的0位；一个原始的传输周期是16位，即两个字节，因为，首先主机要发送到命令过去，然后从机根据主机的命令打算数据，主机在下一个8位时钟周期才把数据读书回去。SPI总线比IIC总线传输数据省事。

之前用过的IIC通讯，又有接续位，又有暂停位的。SPI较为耿直，对于主机来说，有下降沿就写出一位，有上升沿就读于一位。

因为这样，SPI需要平均8位数据都传完就暂停。没了主机收到的SCLK脉冲，就仍然有数据交换了。必须留意的是：我们的主设备需要掌控时钟，因为我们的SPI通信并不像UART或者IIC通信那样有专门的通信周期，有专门的通信起始信号，有专门的通信完结信号；所以我们的SPI协议需要通过掌控时钟信号线，当没数据交流的时候我们的时钟线要么是维持高电平要么是维持低电平。

SPI注意事项与构建SPI总线有四种工作方式（SPI0，SPI1，SPI2，SPI3），其中用于的尤为普遍的是SPI0和SPI3方式。时钟极性CPOL是用来配备SCLK的电平出于哪种状态时是空闲态或者有效地态，时钟振幅CPHA是用来配备数据取样是在第几个边沿：CPOL＝0，回应当SCLK＝0时正处于空闲态，所以有效地状态就是SCLK正处于高电平时；CPOL＝1，回应当SCLK＝1时正处于空闲态，所以有效地状态就是SCLK正处于低电平时；CPHA＝0，回应数据取样是在第1个边沿，数据发送到在第2个边沿；CPHA＝1，回应数据取样是在第2个边沿，数据发送到在第1个边沿。如上图，乃SPI四种模式的时序图。

CPOL＝0，CPHA＝0：此时空闲态时，SCLK正处于低电平，数据取样是在第1个边沿，也就是SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据取样是在下降沿，数据发送到是在上升沿。CPOL＝0，CPHA＝1：此时空闲态时，SCLK正处于低电平，数据发送到是在第1个边沿，也就是SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据取样是在上升沿，数据发送到是在下降沿。CPOL＝1，CPHA＝0：此时空闲态时，SCLK正处于高电平，数据采集是在第1个边沿，也就是SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在上升沿，数据发送到是在下降沿。

CPOL＝1，CPHA＝1：此时空闲态时，SCLK正处于高电平，数据发送到是在第1个边沿，也就是SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在下降沿，数据发送到是在上升沿。如果要构建相连通讯，确认单片机（MasterMCU1）居多模式，单片机（SlaveMCU1）为从模式。

各自也配备好了SLCK，MOSI，MISO和SCK的io插槽。自由选择了配置文件的SPI0模式。原理图如下：按图相连好后，MasterMCU1单片机发送到1—10的数字给SlaveMCU1单片机；SlaveMCU1接到后，用流水灯作为对此。

程序如下：①：数据发送到程序（主机仅有发送到）＃defineucharunsignedchar＃defineuintunsignedint＃defineulongunsignedlong／／－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－＃include＃include／／－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－sbitSPICLK＝P1＾0；／／时钟信号sbitMOSI＝P1＾1；／／主器件数据输入，从器件数据输出sbitMISO＝P1＾2；／／主器件数据输出，从器件数据输入sbitSS＝P1＾3；／／从器件使能信号voidDat＿Transmit（uchardat）／／发送数据程序｛uchari，datbuf；／／主机数据储存寄存器datbuf＝dat；SS＝1；while（SS）｛；｝for（i＝0；i＜8；i＋＋）／／｛while（SPICLK）｛；｝if（datbuf＆0x80）MISO＝1；elseMISO＝0；datbuf＝（datbuf＜＜1）；while（～SPICLK）｛；｝｝｝voidmain（void）｛uchari；while（1）｛for（i＝0；i＜10；i＋＋）｛Dat＿Transmit（i）；｝｝｝②：数据接管程序（从机仅有接管）＃defineucharunsignedchar＃defineuintunsignedint＃defineulongunsignedlong／／－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－＃include＃include／／－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－sbitSPICLK＝P1＾0；／／时钟信号sbitMOSI＝P1＾1；／／主器件数据输入，从器件数据输出sbitMISO＝P1＾2；／／主器件数据输出，从器件数据输入sbitSS＝P1＾3；／／从器件使能信号／／－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－voidNop（void）｛；｝voidDelay（uchart）｛while（t－－）｛；｝｝ucharData＿Receive（void）／／数据接管程序｛uchari，dat＝0，temp；bitbt；SPICLK＝1；MISO＝1；SS＝0；／／顺位器件Nop（）；Nop（）；for（i＝0；i＜8；i＋＋）｛SPICLK＝1；Nop（）；Nop（）；Nop（）；SPICLK＝0；Nop（）；Nop（）；bt＝MISO；if（bt）temp＝0x01；elsetemp＝0x00；dat＝（dat＜＜1）；dat＝（dat｜temp）；｝SS＝1；SPICLK＝1；returndat；｝voidmain（void）｛ucharexdat；uchari＝0；ucharcodetable［10］＝｛0x3F，0x06，0x5B，0x4F，0x66，0x6D，0x7D，0x07，0x7F，0x6F｝；P2＝0；while（1）｛exdat＝Data＿Receive（）；P0＝table［exdat］；for（i＝0；i＜200；i＋＋）Delay（200）；｝｝SPI总线留意点1．Master配备SPI模块时钟的时候一定要考虑到从设备的操作者时序拒绝，因为Master这边的时钟极性和振幅都是以Slave为基准的。因此在时钟极性的配备上一定要确认Slave是在SCK的上升沿还是下降沿输入数据，是在SCK的下降沿还是上升沿接收数据。2．当Slave时钟频率大于Master时钟频率时，如果Master的SCK的速率太快，不会经常出现Slave接管到的数据不准确，而SPI模块又没接收者机制证实Slave否接管到数据从而造成通信传输数据错误。

3．SPI总线系统是一种实时串行外设模块，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式展开通信以互相交换信息。除了MCU，还有FLASHRAM、网络控制器、LCD表明驱动器和A／D转换器等外围设置。4．上面的代码所用指令是STC89C51单片机所用如只用其它芯片请求自行变更。

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