SPI半双工通信

SPI半双工通信
SPI半双工通信

SPI半双工通信

采用DMA进行通信,一次通信中采用固定长度的字节数(110字节),主机和从机都通过接收完成中断来判断一帧数据接收完成。SPI采用双工的方式实现类似半双工的通信,主机有数据发送时,从机发送垃圾数据,从机有数据发送时主机发送垃圾数据。主机通过Master_s(GPIO1)引脚告诉从机主机有数据要发送,从机通过Slave_s(GPIO2)引脚告诉主机从机已经准备好可以发数据了。

主机与从机的SPI进行通信时,有以下三种情况:

1 主机有数据发送

此时分两种情况:

主机有数据发送,从机没有数据发送。主机需要发送数据时,配置好DMA,并准备好发送的数据,然后发送出脉冲,如图即Master_s脉冲信号。当从机检测到主机的

Master_s信号时,立即查看DMA是否装载好数据要发送,若没有则装载垃圾数据0XFF,然后发送Slave_s脉冲信号告诉主机已经准备好,主机收到Slave_s信号时立即启动发送。

主机有数据发送,从机也有数据发送。主机需要发送数据时,配置好DMA,并准备好发送的数据,然后发送出脉冲,如图即Master_s脉冲信号。当从机检测到主机的

Master_s信号时,立即查看DMA是否装载好数据要发送,若已经装载好发送的数据,则拷贝这些装载好的数据,下次重新发送。然后发送Slave_s脉冲信号告诉主机已经准备好,主机收到Slave_s信号时立即启动发送。

2从机有数据发送

此时分两种情况:

从机有数据发送,主机没有数据发送。从机配置好DMA并装载好数据后发送Slave_s 脉冲信号告诉主机从机要发送数据,主机收到Slave_s脉冲信号后??????

采用DMA 进行通信,一次通信中采用固定长度的字节数(110字节),主机和从机都通过接收完成中断来判断一帧数据接收完成。SPI 采用双工的方式实现类似半双工的通信,主机有数据发送时,从机发送垃圾数据,从机有数据发送时主机发送垃圾数据。主机通过Master_s(GPIO1)引脚告诉从机主机有数据要发送,从机通过Slave_s(GPIO2)引脚告诉主机从机已经准备好可以发数据了。 1 主机有数据发送 此时分两种情况:

主机有数据发送,从机没有数据发送。主机需要发送数据时,配置好DMA ,并准备好

发送的数据,然后发送出脉冲,如图即Master_s 脉冲信号。当从机检测到主机的Master_s 信号时,立即查看DMA 是否装载数据要发送,若没有则装载垃圾数据0XFF,然后发送Slave_s 脉冲信号告诉主机已经准备好,主机收到Slave_s 信号时查看是否装载好数据,装载好就立即启动发送。从机在接收完成中断中查看接收数据是否有效。如果有效则保持这次接收的数据,认为这次自己发送的数据无效,下次需重新发送。重发时通过通信协议表明是重发帧。

master_s slave_s

clk

mosi

miso

D

D

D

D

D

D

D

D

FF FF FF FF FF FF FF FF

主机有数据发送,从机也有数据发送。主机需要发送数据时,配置好DMA ,并准备好

发送的数据,然后发送出脉冲,如图即Master_s 脉冲信号。当从机检测到主机的Master_s 信号时,立即查看DMA 是否装载好数据要发送,若已经装载好发送的数据,

则重新装载为垃圾数据,

改变装载标志位,下次重新发送。然后发送Slave_s 脉冲信号告诉主机已经准备好,主机收到Slave_s 信号时查看是否装载好数据,装载好就立即启动发送。从机在接收完成中断中查看接收数据是否有效。如果有效这保持这次接收的数据,认为这次自己发送的数据无效,下次需重新发送。重发时通过通信协议表明是重发帧。

master_s slave_s

clk

mosi

miso

D

D

D

D

D

D

D

D

FF FF FF FF FF FF FF FF

2从机有数据发送 此时分两种情况:

从机有数据发送,主机不发送数据。从机配置好DMA 并装载好数据后发送Slave_s

脉冲信号告诉主机从机要发送数据,主机收到Slave_s 信号时查看是否装载好数据,如果没有装载好就装载垃圾数据0xff ,然后启动发送。从机在接收完成中断中查看接收数据是否有效。如果是无效垃圾数据,则不用保存这次数据,并认为自己这次数据发送数据有效。

slave_s master_s

clk

mosi

miso

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

D

D D D D D D

D

从机有数据发送,主机也有数据发送。从机配置好DMA 并装载好数据后发送

Slave_s 脉冲信号告诉主机从机要发送数据,主机收到Slave_s 信号时查看是否装载好数据,如果装载好就立即启动发送。从机在接收完成中断中查看接收数据是否有效。如果是有效数据,则保存这次数据,并认为自己这次数据发送数据无效。下次重新发送。重发时通过通信协议表明是重发帧。

slave_s master_s

clk

mosi

miso

D

D

D

D

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D

D

D

D D D D D D D

D

3 主从机都有数据发送。

主从机都配置好DMA 装载好数据,并同时发出脉冲信号,等到主机收到从机发送的Slave_s 脉冲信号时查看是否装载好数据,装载好就立即启动发送。从机在接收完成中断中查看接收数据是否有效。如果有效则保持这次接收的数据,认为这次自己发送的数据无效,下次需重新发送。重发时通过通信协议表明是重发帧。如果接收的是无效数据,则不保存这次数据,并认为自己发送数据成功。

slave_s master_s

clk

mosi

miso

D

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D D D D D D

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总体设计

通信协议格式:帧头+整帧长度+命令类型+状态+有效数据长度+有效数据+校验位 为了实现维护的方便,使用分层设计的方法,整体分四个模块进行实现:硬件层、链路层、协议层、应用层。

其中,链路层主要实现427单片机和100单片机之间最基本的通信,包括SPI 初始化、DMA 初始化、数据的发送、数据的接收、协调主从机通信等。 协议层主要实现对应用层发送来的数据进行打包,然后放入发送循环队列,取出要发送的数据传递给链路层。接收链路层发送过来的数据,放入到接收循环队列,取出要接收的数据并进行解析,把解析后的数据传递给应用层。

应用层主要实现对其他模块提供获取数据接口、发送数据接口、控制接口等。

应用层有数据要发送的时候,先进行打包,然后把打包好的数据放入发送循环队列,然后调用链路层发送数据,发送完成。由于是SPI全双工通信,发完即收完,紧接着链路层判断接收的数据是否有效,若有效则把数据放入接收循环队列中,协议层从接收队列中取出数据进行解析,把解析后的数据传递给应用层,接收完成。

详细设计

使用427单片机作为主机,100单片机作为从机。详细设计分为主机部分和从机部分。

主机部分设计

应用部分比较简单,功能比较清晰,概要设计忽略,主机的详细设计主要针对链路层和协议层。

链路层设计

链路层主要完成数据的发送、数据接收、协调主从机数据发送。硬件上,主机和从机除了SPI的三线连接外还有连个GPIO口连接,用于主从机同步通信。当主机需要发送数据时,将GPIO1拉高再拉低,通知从机主机有数据需要发送,从机收到后,做好接收准备,并把GPIO2拉高再拉低,告诉主机从机准备好了。当从机有数据需要发送时,将GPIO2拉高再拉低,告诉主机从机有数据要发送,主机收到后发送时钟信号,开始发送数据。

为了减少解析数据的频率和次数,主机有数据发送时,不论从机有无数据发送,从机都发送垃圾数据。从机有数据发送主机没有数据发送时,主机发送垃圾数据。

先判断装载标志位是否置位,如果已经装好数据置位了,就立即通过GPIO1通知从机,等待从机GPIO2应答信号,从机应答后检测标志位置位了就开始发送数据。如果装载标志位没有置位,发现有数据要发送,就装载数据,并置位装载标志位,通过GPIO1通知从机,等待从机GPIO2应答信号,从机应答后检测标志位置位了就开始发送数据。如果是从机主动要求发送数据,发来GPIO2信号后,检测装载标志位没有置位,则装载垃圾数据,开始发送。并判定接收的是有效数据,要接收数据。

协议层设计

协议层,发送数据时打包的过程忽略,只说明解析的过程。主机DMA发送完垃圾数据时,DMA也接收完从机的数据,如果链路层判定是有效数据就对数据进行解析。

利用51单片机实现SPI总线通信

利用51单片机实现SPI总线通信 一:题目及要求 1:基本内容 1.1:理解51单片机和SPI总线通信的特性和工作原理; 1.2:以51单片机为核心分别设计SPI总线通信发送及接收电路; 1.3:熟练应用C语言或汇编语言编写程序; 1.4:应用Protues软件完成仿真,仿真结果需包括示波器波形,通过一定的 方式(如LED灯、LED显示器等)显示发送和接受数据结果; 1.5:下载程序到开发板,实现串口通信功能(选做); 1.6:提交设计报告。 2:基本要求 本设计采用三线式SPI总线,一条时钟线SCK,一条数据输入线MOSI,一条数据输出线MISO。时钟极性CPOL=0,时钟相位CPHA=0。 二:设计思路 1:掌握51单片机和SPI总线通信的工作原理; 2:利用1中的原理设计SPI总线通信发送和接受电路; 3:编程模拟SPI时序,包括串行时钟、数据输入和输出; 4:利用Protues软件仿真,观察结果; 5:顺利仿真后,下载到开发板实现串行通信功能。 三:设计过程及内容 1:SPI总线简介 SPI ( Serial Peripheral Interface ——串行外设接口) 总线是Motorola公司推出的一种同步串行接口技术。SPI总线系统是一种同步串行外设接口,允许MCU(微控制器)与各种外围设备以串行方式进行通信、数据交换。外围设备包括FLASHRAM、A/ D 转换器、网络控制器、MCU 等。SPI,是一种高速的,全双工,同步的通信总线,并且在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,同时为PCB的布局上节省空间,提供方便,正是出于这种简单易用的特性,现

详解SPI总线应用

详解SPI总线规范 SPI是英文Serial Peripheral Interface的缩写,中文意思是串行外围设备接口,SPI是Motorola公司推出的一种同步串行通讯方式,是一种三线同步总线,因其硬件功能很强,与SPI有关的软件就相当简单,使CPU有更多的时间处理其他事务。 SPI概述 SPI:高速同步串行口。3~4线接口,收发独立、可同步进行. SPI,是英语Serial Peripheral interface的缩写,顾名思义就是串行外围设备接口。是Motorola首先在其MC68HCX X系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在EEPROM,FLASH,实时时钟,AD转换器,还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI,是一种高速的,全双工,同步的通信总线,并且在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,同时为PCB的布局上节省空间,提供方便,正是出于这种简单易用的特性,现在越来越多的芯片集成了这种通信协议,比如AT91RM9200. SPI总线系统是一种同步串行外设接口,它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设置FLASH RAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口,该接口一般使用4条线:串行时钟线(SCK)、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT或INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。 SPI的通信原理很简单,它以主从方式工作,这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备,需要至少4根线,事实上3根也可以(单向传输时)。也是所有基于SPI的设备共有的,它们是SDI(数据输入),SDO(数据输出),SCK(时钟),CS(片选)。 (1)SDO –主设备数据输出,从设备数据输入 (2)SDI –主设备数据输入,从设备数据输出 (3)SCLK –时钟信号,由主设备产生 (4)CS –从设备使能信号,由主设备控制 其中CS是控制芯片是否被选中的,也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时(高电位或低电位),对此芯片的操作才有效。这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。 接下来就负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的,这里先要知道SPI是串行通讯协议,也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCK时钟线存在的原因,由SCK提供时钟脉冲,SDI,SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过SDO线,数据在时钟上升沿或下降沿时改变,在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输,输入也使用同样原理。这样,在至少8次时钟信号的改变(上沿和下沿为一次),就可以完成8位数据的传输。 要注意的是,SCK信号线只由主设备控制,从设备不能控制信号线。同样,在一个基于SPI的设备中,至少有一个主控设备。这样传输的特点:这样的传输方式有一个优点,与普通的串行通讯不同,普通的串行通讯一次连续传送至少8位数据,而SPI允许数据一位一位的传送,甚至允许暂停,因为SCK时钟线由主控设备控制,当没有时钟跳变时,从设备不采集或传送数据。也就是说,主设备通过对SCK时钟线的控制可以完成对通讯的控制。SPI还是一个数据交换协议:因为SPI的数据输入和输出线独立,所以允许同时完成数据的输入和输出。不同的SPI设备的实现方式不尽相同,主要是数据改变和采集的时间不同,在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义,具体请参考相关器件的文档。

spi通信规范

竭诚为您提供优质文档/双击可除 spi通信规范 篇一:spi通讯协议介绍 spi通讯协议介绍 spiinterface spi接口介绍 spi是由美国摩托罗拉公司推出的一种同步串行传输规范,常作为单片机外设芯片串行扩展接口。spi有4个引脚:ss(从器件选择线)、sdo(串行数据输出线)、sdi(串行数据 输入线)和sck(同步串行时钟线)。spi可以用全双工通信方式同时发送和接收8(16)位数据,过程如下:主机启动发送 过程,送出时钟脉冲信号,主移位寄存器的数据通过sdo移入到从移位寄存器,同时从移位寄存器中的数据通过sdi移人到主移位寄存器中。8(16)个时钟脉冲过后,时钟停顿, 主移位寄存器中的8(16)位数据全部移人到从移位寄存器中,随即又被自动装入从接收缓冲器中,从机接收缓冲器满标志位(bF)和中断标志位(sspiF)置“1”。同理,从移位寄存器 中的8位数据全部移入到主寄存器中,随即又被自动装入到主接收缓冲器中.主接收缓冲器满标志位(bF)和中断标志位

(sspiF)置“1”。主cpu检测到主接收缓冲器的满标志位或者中断标志位置1后,就可以读取接收缓冲器中的数据。同样,从cpu检测到从接收缓冲器满标志位或中断标志位置1后,就可以读取接收缓冲器中的数据,这样就完成了一次相互通信过程。这里设置dspic30F6014为主控制器,isd4002为从器件,通过spi口完成通信控制的过程。 spi总线协议 spi是一个环形总线结构,由ss(cs)、sck、sdi、sdo 构成,其时序其实很简单,主要是在sck的控制下,两个双向移位寄存器进行数据交换。 假设下面的8位寄存器装的是待发送的数据10101010,上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。那么第一个上升沿来的时候数据将会是sdo=1;寄存器=0101010x。下降沿到来的时候,sdi上的电平将所存到寄存器中去,那么这时寄存器=0101010sdi,这样在8个时钟脉冲以后,两个寄存器的内容互相交换一次。这样就完成里一个spi时序。 例子: 假设主机和从机初始化就绪:并且主机的sbuff=0xaa,从机的sbuff=0x55,下面将分步对spi的8个时钟周期的数据情况演示一遍:假设上升沿发送数据 第1页 程时钟;发送结束中断标志;写冲突保护;总线竞争保护

全双工与半双工知识

全双工与半双工知识 半双工定义 半双工(Half Duplex)数据传输指数据可以在一个信号载体的两个方向上传输,但是不能同时传输。例如,在一个局域网上使用具有半双工传输的技术,一个工作站可以在线上发送数据,然后立即在线上接收数据,这些数据来自数据刚刚传输的方向。像全双工传输一样,半双工包含一个双向线路(线路可以在两个方向上传递数据)。 数据通信中,数据在线路上的传送方式可以分为单工通信、半双工通信和全双工通信三种。 半双工通信:半双工通信是指数据可以沿两个方向传送,但同一时刻一个信道只允许单方向传送,因此又被称为双向交替通信。若要改变传输方向,需由开关进行切换。半双工方式要求收发两端都有发送装置和接收装置。由于这种方式要频繁变换信道方向,故效率低,但可以节约传输线路。半双工方式适用于终端与终端之间的会话式通信。 半双工即Half duplex Communication,是指在通信过程的任意时刻,信息既可由A传到B,又能由B传A,但只能由一个方向上的传输存在。采用半双工方式时,通信系统每一端的发送器和接收器,通过收/发开关转接到通信线上,进行方向的切换,因此,会产生时间延迟。收/发开关实际上是由软件控制的电子开关。 当计算机主机用串行接口连接显示终端时,在半双工方式中,输入过程和输出过程使用同一通路。有些计算机和显示终端之间采用半双工方式工作,这时,从键盘打入的字符在发送到主机的同时就被送到终端上显示出来,而不是用回送的办法,所以避免了接收过程和发送过程同时进行的情况。 编辑本段半双工解析 半双工传输是指接收与发送共用一个载波信道,但同一时刻只能发送或只能接收数据的传输方式。例如,局域网中的半双工数据传输方式是指:一个工作站发送数据,然后立即在同一信道上接收来自相同方向上的数据。另一方面,全双工传输(Full Duplex Transmission)指同时发生在两个方向上的一种数据传输方式。 例如:无线电话机就是一种半双工设备,在同一时间内只允许一方讲话。相反,电话机则是一种全双工设备,其通话双方可以同时进行对话。当某局域网中的两台计算机在实现通信时,同一时刻只能在同一方向上传送数据,这是因为大多数局域网中使用的基带网络都只支持单个信号。换句话说,基带网络采用的是半双工工作模式。 只要有合适的设备支持,在某些特定类型的局域网中实现全双工通信是完全可能的。关键是首先解决每个方向上的通信流量信道问题。该问题能否解决主要取决于所使用的网络媒体。如:同轴电缆是由中心导体、绝缘材料层、网状织物构成的屏蔽层以及外部隔离材料层组成,所以其不具备在两个方向上同时运行通信流量的物理方式,除非每次连接时另安装两根电缆这样也可支持运行。另一方面,双绞线电缆由两根具有绝缘保护层的铜导线组成,所以在理论上,使用双绞线电缆作为媒体的网络能

spi通信原理

SPI:高速同步串行口。3~4线接口,收发独立、可同步进行 SPI的通信原理: 主从方式工作,这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备,需要至少4根线,事实上3根也可以(单向传输时)。也是所有基于SPI的设备共有的,它们是SDI(数据输入),SDO(数据输出),SCK(时钟),CS(片选)。 (1)SDO –主设备数据输出,从设备数据输入 (2)SDI –主设备数据输入,从设备数据输出 (3)SCLK –时钟信号,由主设备产生 (4)CS –从设备使能信号,由主设备控制 其中CS是控制芯片是否被选中的,也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时(高电位或低电位),对此芯片的操作才有效。这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。 接下来就负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的,这里先要知道SPI是串行通讯协议,也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCK时钟线存在的原因,由SCK提供时钟脉冲,SDI,SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过SDO线,数据在时钟上升沿或下降沿时改变,在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输,输入也使用同样原理。这样,在至少8次时钟信号的改变(上沿和下沿为一次),就可以完成8位数据的传输。 要注意的是,SCK信号线只由主设备控制,从设备不能控制信号线。同样,在一个基于SPI的设备中,至少有一个主控设备。这样传输的特点:这样的传输方式有一个优点,与普通的串行通讯不同,普通的串行通讯一次连续传送至少8位数据,而SPI允许数据一位一位的传送,甚至允许暂停,因为SCK时钟线由主控设备控制,当没有时钟跳变时,从设备不采集或传送数据。也就是说,主设备通过对SCK时钟线的控制可以完成对通讯的控制。SPI还是一个数据交换协议:因为SPI的数据输入和输出线独立,所以允许同时完成数据的输入和输出。不同的SPI设备的实现方式不尽相同,主要是数据改变和采集的时间不同,在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义,具体请参考相关器件的文档。 在点对点的通信中,SPI接口不需要进行寻址操作,且为全双工通信,显得简单高效。在多个从设备的系统中,每个从设备需要独立的使能信号,硬件上比I2C系统要稍微复杂一些。 最后,SPI接口的一个缺点:没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据。 SPI协议举例 SPI是一个环形总线结构,由ss(cs)、sck、sdi、sdo构成,其时序其实很简单,主要是在sck的控制下,两个双向移位寄存器进行数据交换。 假设下面的8位寄存器装的是待发送的数据10101010,上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。 那么第一个上升沿来的时候数据将会是sdo=1;寄存器中的10101010左移一位,后面补入送来的一位未知数x,成了0101010x。下降沿到来的时候,sdi上的电平将锁存到寄存器中去,那么这时寄存器=0101010sdi,这样在8个时钟脉冲以后,两个寄存器的内容互相交换一次。这样就完成里一个spi时序。

单工半双工全双工的含义及区别

单工半双工全双工的含 义及区别 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

1、单工 单工就是指A只能发信号,而B只能接收信号,通信是单向的,就象灯塔之于航船——灯塔发出光信号而航船只能接收信号以确保自己行驶在正确的航线上。 2、半双工 半双工就是指A能发信号给B,B也能发信号给A,但这两个过程不能同时进行。最典型的例子就象我们在影视作品中看到的对讲机一样: 007:呼叫总部,请求支援,OVER 总部:收到,增援人员将在5分钟内赶到,OVER 007:要5分钟这么久!要快呀!OVER 总部:…… GAME OVER 在这里,每方说完一句话后都要说个OVER,然后切换到接收状态,同时也告之对方——你可以发言了。如果双方同时处于收状态,或同时处于发状态,便不能正常通信了。3、全双工 全双工比半双工又进了一步。在A给B发信号的同时,B也可以给A发信号。典型的例子就是打电话。 A:我跟你说呀…… B:你先听我说,情况是这样的…… A和B在说的同时也能听到对方说的内容,这就是全双工。 对于全双工以太,IEEE制订了全双工/流控制标准,该标准对全双工方式下的流控制机制做了具体的规定。在各以太标准(10/100/1000 Base)中,除100 Base T4之外,均

具有全双工能力,但在实际应用中,似乎只有Gb以太(即千兆以太)才使用全双工方式。 以太网的MAC协议是CSMA/CD,但在全双工以太中是不需要冲突检测(CD)的。这能使Gb以太突破40余米的段长限制(更准确地说是41.2m,这个数据可以根据IEEE定时规则的限制计算出来,这里就不详细介绍了)。在实际应用中如果需要网络中的某个站点能工作在全双工方式下,则必须在该站点安装支持全双工的网卡,并要求与全双工站点连接的HUB/路由器等连网设备配备有全双工端口。 这样看来,如果希望工作在全双工方式下,首先要有硬件的支持。 全双工以太的主要优势在于它能够在二个独立的信道上同时实现二个方向上的数据传输,借以提高链路的总带宽,所以它只适用于文件服务器一类的需要同时进行双向数据传输的站点。对于一般只进行单向数据传输的站点,全双工以太并无优势可言,所以全双工以太在应用上有很大的局限性。全双工以太主要用在交换机互连的场合,尤其是Gb 以太交换机。 Win2K中,网卡与双工相关的设置在本地连接 - 属性 - 配置 - 高级里有一项“Link Speed & Duplex”,其值一般都是“Auto Detect”。建议不做改动。 交换机上有Duplex灯,如果亮表示工作在双工方式。目前,绝大多数的交换机均能自 动识别与支持双工方式,无需手工设置。 半双工 科技名词定义 中文名称:

SPI的通信速率到底可以达到多少

S P I的通信速率到底可 以达到多少 Document number:PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

楼主提问:SPI的通信速率到底可以达到多少??? 按照手册上的说明,应该能到fosc/4,然而实际上由于SPI通信底层没有任何握手,不像I2C总线那样带ACK,所以SPI速率实际上根本不能达到fosc/4,除非发信端与收信端完全同步,然而事实上接收端往往要对接收到的数据进行一些判断和处理,所以在接收端往往会丢数,解决办法就是在发信端发完一个字节后人为加上延时等待接收端处理,但是如果这样的话,高速还有什么意义呢? 我做了一个试验,即使关掉所有其它中断,只作SPI通信处理,在fosc/4的通信速率下,接收端只能接收10个字节以内的数据,10个字节以上就会丢数,而在fosc/8的通信速率下,如果关闭所有其它中断,收发256个字节是没什么问题的,但是如果应用程序有1ms的时钟中断事件的话,spi通信成功率很低。 在前面很多帖子里,看到不少人说spi只是硬件底层,通信的可靠性要靠通信协议,诚然如此,但是我以为通信协议只是最后一道保障,如果底层不可靠,通信协议再完善也是惘然。 轮询和中断方式有本质区别吗?轮询就能保证不被其它中断干扰吗?主机自己掌握SPI节奏,它只知道自己发送出去了,并不知道从机是否处理完,如果从机还在处理上一个字节,这时候发下个字节显然会丢数据啊 解答者1回答: 是同步!不是异步! 也就是说MASTER提供时钟,所以完全由MASTER决定速率(当然大家都能达到的)

再有就是这个速率仅仅指一个BYTE的通讯速率,不是整个帧速率(2个BYTE以上)从机查询和中断无关,说白了就是移位寄存器! 楼主再问: 关键就在于这个速率要大家都能达到啊,如果都能达到就不用讲了,实测下来就是slave端达不到这个速率啊。如果这个速率是一个BYTE的指标那就没啥说的了,我认了,只能在字节之间加延时了。 解答者2: 我试过用fosc/2的时钟速率进行两机通讯(系统时钟16M),连续传了好多字节都没有问题。主机用查询方式发送;从机用中断接收,接收到的数据用液晶显示出来。 解答者1: 多字节是不可能达到fosc/2的!除非从机速率更快,有足够的时间去处理或保存(读取数据),要不然是吹牛的!影响速率达不到fosc/2就是从机提取数据!与系统时钟多少那无关!再有,?从机响应中断都要4个机器周期,更别说要存储,中断出来也要4个机器周期。 对于单字节来说是可以达到fosc/2,因为AVR可以使用倍率,本来是fosc/4的! 所以,数据手册里讲的可以达到fosc/4那是指单字节的速率! 楼主: 所以说手册给出来的指标很带有欺骗性,为了可靠起见(相信很多人的程序中都有个时钟在运行),建议放在fosc/16。

SPI通信

SPI通信程序 //這是主机C8051F005有硬件SPI的AT45DB041B的讀寫驅動 // SPI Configuration //SPI0CN = 0x02; // SPI Control Register //MSTEN = 1; // SPI 以主方式工作 //SPI0CFG = 0xC7; // SPI Configuration Register 第二邊沿采樣,SCK空閑高 //SPI0CKR = 0x00; // SPI Clock Rate Register SPIclk=24.5M/2 //SPIEN = 1; // SPI0CN |= 0x01; sbit FLASH_CS = P3^6; union long_union { //長整形聯合 unsigned long dat; unsigned int word[2]; unsigned char byte[4]; }opcode; //緩沖區1單字節寫cmd=0x84

void buff1_wr(unsigned int bfaddr,unsigned char dat) { unsigned char i; opcode.byte[0]=0x84; opcode.word[1]=bfaddr; FLASH_CS=0; SPI0CN&=0x03; for(i=0;i<4;i++) { SPI0DAT=opcode.byte[i]; while(!SPIF); SPIF=0;} //連續發送4個opcode SPI0DAT=dat; while(!SPIF); SPIF=0; //發送第5個字節(數据) FLASH_CS=1; } //緩沖區1單字節讀cmd=0xd4 unsigned char buff1_rd(unsigned int bfaddr)

单工,半双工,全双工的含义及区别

单工,半双工,全双工的 含义及区别 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

1、单工单工就是指A只能发信号,而B只能接收信号,通信是单向的,就象灯塔之于航船——灯塔发出光信号而航船只能接收信号以确保自己行驶在正确的航线上。 2、半双工半双工就是指A能发信号给B,B也能发信号给A,但这两个过程不能同时进行。最典型的例子就象我们在影视作品中看到的对讲机一样:007:呼叫总部,请求支援,O V E R 总部:收到,增援人员将在5分钟内赶到,O V E R 007:要5分钟这么久!要快呀!O V E R 总部:…… G A M E O V E R 在这里,每方说完一句话后都要说个OVER,然后切换到接收状态,同时也告之对方——你可以发言了。如果双方同时处于收状态,或同时处于发状态,便不能正常通信了。3、全双工全双工比半双工又进了一步。在A给B发信号的同时,B也可以给A发信号。典型的例子就是打电话。

A:我跟你说呀…… B:你先听我说,情况是这样的…… A和B在说的同时也能听到对方说的内容,这就是全双工。对于全双工以太,IEEE制订了全双工/流控制标准,该标准对全双工方式下的流控制机制做了具体的规定。在各以太标准(10/100/1000 Base)中,除100 Base T4之外,均具有全双工能力,但在实际应用中,似乎只有Gb以太(即千兆以太)才使用全双工方式。 以太网的MAC协议是CSMA/CD,但在全双工以太中是不需要冲突检测(CD)的。这能使Gb以太突破40余米的段长限制(更准确地说是41.2m,这个数据可以根据IEEE定时规则的限制计算出来,这里就不详细介绍了)。在实际应用中如果需要网络中的某个站点能工作在全双工方式下,则必须在该站点安装支持全双工的网卡,并要求与全双工站点连接的HUB/路由器等连网设备配备有全双工端口。这样看来,如果希望工作在全双工方式下,首先要有硬件的支持。全双工以太的主要优势在于它能够在二个独立的信道上同时实现二个方向上的数据传输,借以提高链路的总带宽,所以它只适用于文件服务器一类的需要同时进行双向数据传输的站点。对于一般只进行单向数据传输的站点,全双工以太并无优势可言,所以全双工以太在应用上有很大的局限性。全双工以太主要用在交换机互连的场合,尤其是G b以太交换机。

SPI数据格式

497 Jz4755 Multimedia Application Processor Programming Manual, Revision 1.0 Copyright? 2005-2007 Ingenic Semiconductor Co., Ltd. All rights reserved. 23.5 Data Formats Four signals are used to transfer data between the processor and external peripheral. The SSI supports three formats: Motorola SPI, Texas Instruments SSP , and National Microwire. Although they have the same basic structure the three formats have significant differences, as described below. SSI_CE_/SSI_CE2_ varies for each protocol as follows: ? For SPI and Microwire formats, SSI_CE_/SSI_CE2_ functions as a chip select to enable the external device (target of the transfer), and is held active-low during the data transfer. ? For SSP format, this signal is pulsed high for one serial bit-clock period at the start of each frame. SSI_CLK varies for each protocol as follows: For Microwire, both transmit and receive data sources switch data on the falling edge of SSI_CLK, and sample incoming data on the rising edge. For SSP , transmit and receive data sources switch data on the rising edge of SSI_CLK, and sample incoming data on the falling edge. For SPI, the user has the choice of which edge of SSI_CLK to use for switching outgoing data, and for sampling incoming data. In addition, the user can move the phase of SSI_CLK, shifting its active state one-half period earlier or later at the start and end of a frame. While SSP and SPI are full-duplex protocols, Microwire uses a half-duplex master-slave messaging protocol. At the start of a frame, a 1 or 2-byte control message is transmitted from the controller to the peripheral. The peripheral does not send any data. The peripheral interprets the message and, if it is a READ request, responds with requested data, one clock after the last bit of the requesting message. The serial clock (SSI_CLK) only toggles during an active frame. At other times it is held in an inactive or idle state, as defined by its specified protocol. 23.5.1 Motorola’s SPI Format Details 23.5.1.1 General Single Transfer Formats The figures below show the timing of general single transfer format.

SPI通信协议(SPI总线)学习

SPI通信协议(SPI总线)学习 各位读友大家好!你有你的木棉,我有我的文章,为了你的木棉,应读我的文章!若为比翼双飞鸟,定是人间有情人!若读此篇优秀文,必成天上比翼鸟! SPI通信协议(SPI总线)学习1、什么是SPI?SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写。是Motorola 公司推出的一种同步串行接口技术,是一种高速的,全双工,同步的通信总线。2、SPI优点支持全双工通信通信简单数据传输速率块3、缺点没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据,所以跟IIC总线协议比较在数据可靠性上有一定的缺陷。4、特点1):高速、同步、全双工、非差分、总线式2):主从机通信模式5、协议通信时序详解1):SPI的通信原理很简单,它以主从方式工作,这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备,需要至少4根线,事实上3根也可以(单向传输时)。也是所有基于SPI的设备共有的,它们是SDI(数据输入)、SDO(数据输出)、SCLK(时钟)、CS(片选)。(1)SDO/MOSI –主设备数据输出,从设备数据输入;(2)SDI/MISO –主设备数据输入,从设备数据输出;(3)SCLK –时钟信号,由主设备产生;(4)CS/SS –从设备使能信号,由主设备控制。当有多个从设备的时候,因为每个从设备上都有一个片选引脚接入到主设备机中,当我们的主设备和某个从设备通信时将需要将从设备对应的片选引脚电平拉低或者是拉高。2):需要说明的是,我们SPI通信有4种不同的模式,不

同的从设备可能在出厂是就是配置为某种模式,这是不能改变的;但我们的通信双方必须是工作在同一模式下,所以我们可以对我们的主设备的SPI模式进行配置,通过CPOL(时钟极性)和CPHA(时钟相位)来控制我们主设备的通信模式,具体如下:Mode0:CPOL=0,CPHA=0Mode1:CPOL=0,CPHA=1Mode2:CPOL=1,CPHA=0Mode3:CPOL=1,CPHA=1时钟极性CPOL 是用来配置SCLK的电平出于哪种状态时是空闲态或者有效态,时钟相位CPHA是用来配置数据采样是在第几个边沿:CPOL=0,表示当SCLK=0时处于空闲态,所以有效状态就是SCLK处于高电平时CPOL=1,表示当SCLK=1时处于空闲态,所以有效状态就是SCLK处于低电平时CPHA=0,表示数据采样是在第1个边沿,数据发送在第2个边沿CPHA=1,表示数据采样是在第2个边沿,数据发送在第1个边沿例如:CPOL=0,CPHA=0:此时空闲态时,SCLK处于低电平,数据采样是在第1个边沿,也就是SCLK由低电平到高电平的跳变,所以数据采样是在上升沿,数据发送是在下降沿。CPOL=0,CPHA=1:此时空闲态时,SCLK 处于低电平,数据发送是在第1个边沿,也就是SCLK由低电平到高电平的跳变,所以数据采样是在下降沿,数据发送是在上升沿。CPOL=1,CPHA=0:此时空闲态时,SCLK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,所以数据采集是在下降沿,数据发送是在上升沿。CPOL=1,CPHA=1:此时空闲态时,SCLK处于高电平,数据发送是在第

SPI半双工通信

SPI半双工通信 采用DMA进行通信,一次通信中采用固定长度的字节数(110字节),主机和从机都通过接收完成中断来判断一帧数据接收完成。SPI采用双工的方式实现类似半双工的通信,主机有数据发送时,从机发送垃圾数据,从机有数据发送时主机发送垃圾数据。主机通过Master_s(GPIO1)引脚告诉从机主机有数据要发送,从机通过Slave_s(GPIO2)引脚告诉主机从机已经准备好可以发数据了。 主机与从机的SPI进行通信时,有以下三种情况: 1 主机有数据发送 此时分两种情况: 主机有数据发送,从机没有数据发送。主机需要发送数据时,配置好DMA,并准备好发送的数据,然后发送出脉冲,如图即Master_s脉冲信号。当从机检测到主机的 Master_s信号时,立即查看DMA是否装载好数据要发送,若没有则装载垃圾数据0XFF,然后发送Slave_s脉冲信号告诉主机已经准备好,主机收到Slave_s信号时立即启动发送。 主机有数据发送,从机也有数据发送。主机需要发送数据时,配置好DMA,并准备好发送的数据,然后发送出脉冲,如图即Master_s脉冲信号。当从机检测到主机的 Master_s信号时,立即查看DMA是否装载好数据要发送,若已经装载好发送的数据,则拷贝这些装载好的数据,下次重新发送。然后发送Slave_s脉冲信号告诉主机已经准备好,主机收到Slave_s信号时立即启动发送。 2从机有数据发送 此时分两种情况: 从机有数据发送,主机没有数据发送。从机配置好DMA并装载好数据后发送Slave_s 脉冲信号告诉主机从机要发送数据,主机收到Slave_s脉冲信号后??????

SPI通信

二、通信的SPI 概念 2.1、SPI:高速同步串行口 SPI:高速同步串行口。是一种标准的四线同步双向串行总线。 SPI,是英语Serial Peripheral interface的缩写,顾名思义就是串行外围设备接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在EEPROM,FLASH,实时时钟,AD转换器,还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI,是一种高速的,全双工,同步的通信总线,并且在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,同时为PCB的布局上节省空间,提供方便,正是出于这种简单易用的特性,现在越来越多的芯片集成了这种通信协议,比如AT91RM9200. SPI总线系统是一种同步串行外设接口,它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设置FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口,该接口一般使用4条线:串行时钟线(SCK)、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。 SPI的通信原理很简单,它以主从方式工作,这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备,需要至少4根线,事实上3根也可以(用于单向传输时,也就是半双工方式)。也是所有基于SPI的设备共有的,它们是SDI(数据输入),SDO(数据输出),SCK(时钟),CS(片选)。 (1)SDO –主设备数据输出,从设备数据输入 (2)SDI –主设备数据输入,从设备数据输出 (3)SCLK –时钟信号,由主设备产生 (4)CS –从设备使能信号,由主设备控制 其中CS是控制芯片是否被选中的,也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时(高电位或低电位),对此芯片的操作才有效。这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。 接下来就负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的,这里先要知道SPI是串行通讯协议,也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCK时钟线存在的原因,由SCK 提供时钟脉冲,SDI,SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过SDO线,数据在时钟上升沿或下降沿时改变,在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输,输入也使用同样原理。这样,在至少8次时钟信号的改变(上沿和下沿为一次),就可以完成8位数据的传输。 要注意的是,SCK信号线只由主设备控制,从设备不能控制信号线。同样,在一个基于SPI的设备中,至少有一个主控设备。这样传输的特点:这样的传输方式有一个优点,与普通的串行通讯不同,普通的串行通讯一次连续传送至少8位数据,而SPI允许数据一位一位的传送,甚至允许暂停,因为SCK时钟线由主控设备控制,当没有时钟跳变时,从

串行通讯简单认识 单工、半双工和全双工的定义

串行通讯简单认识单工、半双工和全双工的定义 串行通讯简单认识 串行通讯的基本概念:与外界的信息交换称为通讯。基本的通讯方式有并行通讯和串行通讯两种。 一条信息的各位数据被同时传送的通讯方式称为并行通讯。并行通讯的特点是:各数据位同时传送,传送速度快、效率高,但有多少数据位就需多少根数据线,因此传送成本高,且只适用于近距离(相距数 米)的通讯。 一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯的特点是:数据位传送,传按位顺序进行,最少只需一根传输线即可完成,成本低但送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千 米。 根据信息的传送方向,串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。信息只能单向传送为单工;信息能双向传送但不能同时双向传送称为半双工;信息能够同时双向传送则称为全双工。 串行通讯又分为异步通讯和同步通讯两种方式。在单片机中,主要使用异步通讯方式。 MCS_51单片机有一个全双工串行口。全双工的串行通讯只需要一根输出线和一根输入线。数据的输出又称发送数据(TXD),数据的输入又称接收数据(RXD)。串行通讯中主要有两个技术问题,一个是数据传送、另一个是数据转换。数据传送主要解决传送中的标准、格式及工作方式等问题。数据转换是指数据的串并行转换。具体说,在发送端,要把并行数据转换为串行数据;而在接收端,却要把接收到的串行 数据转换为并行数据。 单工、半双工和全双工的定义 如果在通信过程的任意时刻,信息只能由一方A传到另一方B,则称为单工。 如果在任意时刻,信息既可由A传到B,又能由B传A,但只能由一个方向上的传输存在,称为半双工传输。 如果在任意时刻,线路上存在A到B和B到A的双向信号传输,则称为全双工。 电话线就是二线全双工信道。由于采用了回波抵消技术,双向的传输信号不致混淆不清。双工信道有时也将收、发信道分开,采用分离的线路或频带传输相反方向的信号,如回线传输。

SPI串行通信协议

SPI串行通信协议 同步串行外设接口(S PI)是由摩托罗拉公司开发的全双工同步串行总线,该总线大量用在与EEPROM、ADC、FRAM和显示驱动器之类的慢速外设器件通信。 SPI(Serial Peripheral Interface)是一种串行串行同步通讯协议,由一个主设备和一个或多个从设备组成,主设备启动一个与从设备的同步通讯,从而完成数据的交换。SPI 接口由SDI(串行数据输入),SDO(串行数据输出),SCK(串行移位时钟),CS(从使能信号)四种信号构成,CS 决定了唯一的与主设备通信的从设备,如没有CS 信号,则只能存在一个从设备,主设备通过产生移位时钟来发起通讯。通讯时,数据由SDO 输出,SDI 输入,数据在时钟的上升或下降沿由SDO 输出,在紧接着的下降或上升沿由SDI 读入,这样经过8/16 次时钟的改变,完成8/16 位数据的传输。 总线协议 该总线通信基于主-从(所有的串行的总线均是这样,USB,IIC,SPI等)配置,而且下面提到的方向性的操作合指代全部从主设备的角度说得。它有以下4个信号: MOSI:主出/从入 MISO:主入/从出 SCK:串行时钟 SS:从属选择;芯片上“从属选择”(slave-select)的引脚数决定了可连到总线上的器件数量。 在SPI传输中,数据是同步进行发送和接收的。数据传输的时钟基于来自主处理器的时钟脉冲(好像也可以是IO上的电平的模拟时钟),摩托罗拉没有定义任何通用SPI的时钟规范。然而,最常用的时钟设置基于时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)两个参数,CPOL定义SPI串行时钟的活动状态,而CPHA定义相对于SO-数据位的时钟相位。CPOL和CPHA的设置决定了数据取样的时钟沿。 数据方向和通信速度 SPI传输串行数据时首先传输最高位。波特率可以高达5Mbps,具体速度大小取决于SPI硬件。例如,Xicor公司的SPI 串行器件传输速度能达到5MHz。 SPI总线接口及时序 SPI总线包括1根串行同步时钟信号线以及2根数据线。 SPI模块为了和外设进行数据交换,根据外设工作要求,其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置,时钟极性(CPOL)对传输协议没有重大的影响。如果CPOL=0,串行同步时钟的空闲状态为低电平;如果CPOL=1,串行同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位(CPHA)能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。如果CPHA=0,在串行同步时钟的第一个跳变沿(上升或下降)数据被采样;如果CPHA=1,在串行同步时钟的第二个跳变沿(上升或下降)数据被采样。SPI主模块和与之通信的外设音时钟相位和极性应该一致。SPI接口时序如图3、图4所示。

单工,半双工,全双工的含义及区别

1、单工 单工就是指A只能发信号,而B只能接收信号,通信是单向的,就象灯塔之于航船——灯塔发出光信号而航船只能接收信号以确保自己行驶在正确的航线上。 2、半双工 半双工就是指A能发信号给B,B也能发信号给A,但这两个过程不能同时进行。最典型的例子就象我们在影视作品中看到的对讲机一样: 007:呼叫总部,请求支援,OVER 总部:收到,增援人员将在5分钟内赶到,OVER 007:要5分钟这么久?!要快呀!OVER 总部:…… GAME OVER 在这里,每方说完一句话后都要说个OVER,然后切换到接收状态,同时也告之对方——你可以发言了。如果双方同时处于收状态,或同时处于发状态,便不能正常通信了。 3、全双工 全双工比半双工又进了一步。在A给B发信号的同时,B也可以给A发信号。典型的例子就是打电话。 A:我跟你说呀…… B:你先听我说,情况是这样的…… A和B在说的同时也能听到对方说的内容,这就是全双工。 对于全双工以太,IEEE制订了802.3x全双工/流控制标准,该标准对全双工方式下的流控制机制做了具体的规定。在各以太标准(10/100/1000 Base)中,除100 Base T4之外,均具有全双工能力,但在实际应用中,似乎只有Gb以太(即千兆以太)才使用全双工方式。 以太网的MAC协议是CSMA/CD,但在全双工以太中是不需要冲突检测(CD)的。这能使Gb以太突破40余米的段长限制(更准确地说是41.2m,这个数据可以根据IEEE定时规则的限制计算出来,这里就不详细介绍了)。在实际应用中如果需要网络中的某个站点能工作在全双工方式下,则必须在该站点安装支持全双工的网卡,并要求与全双工站点连接的HUB/路由器等连网设备配备有全双工端口。 这样看来,如果希望工作在全双工方式下,首先要有硬件的支持。 全双工以太的主要优势在于它能够在二个独立的信道上同时实现二个方向上的数据传输,借以提高链路的总带宽,所以它只适用于文件服务器一类的需要同时进行双向数据传输的站点。对于一般只进行单向数据传输的站点,全双工以太并无优势可言,所以全双工以太在应用上有很大的局限性。全双工以太主要用在交换机互连的场合,尤其是Gb以太交换机。Win2K中,网卡与双工相关的设置在本地连接 - 属性 - 配置 - 高级里有一项“Link Speed & Duplex”,其值一般都是“Auto Detect”。建议不做改动。 交换机上有Duplex灯,如果亮表示工作在双工方式。目前,绝大多数的交换机均能自动识别与支持双工方式,无需手工设置。

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