SPI通信
spi通信协议
spi通信协议SPI（Serial Peripheral Interface）串行外设接口是一种同步的、全双工的通信协议，常用于单片机和外部设备之间的通信。
SPI协议定义了一种主从模式的通信方式，其中一个设备充当主设备，负责发起通信，而其他设备则充当从设备，负责接收和处理通信数据。
SPI通信协议由四根线组成：时钟线（CLK）、片选线（SS）、主设备发出数据（MOSI）和主设备接收数据（MISO）。
在SPI通信中，主设备通过时钟线提供时钟脉冲，通过片选线选择和控制不同的从设备。
在通信开始时，主设备将片选线拉低，选择需要通信的从设备。
然后，主设备在每个时钟脉冲中，通过MOSI线发送数据给从设备，同时从设备通过MISO线将数据发送回主设备。
SPI通信协议的通信方式为全双工，即主设备和从设备可以同时发送和接收数据。
在通信过程中，主设备和从设备通过时钟的同步来保持数据的一致性。
主设备在上升沿将数据发送到MOSI线上，而从设备在下降沿将数据从MISO线上读取。
通过时钟的同步，主从设备可以准确地发送和接收数据。
在SPI通信中，数据的传输是串行的，即每个数据位都按顺序传输。
通信的起始位和终止位可以由主设备和从设备约定。
通常情况下，通信的起始位由主设备发起，并在时钟上升沿进行传输。
终止位可以由主设备或从设备发起，并在时钟下降沿进行传输。
SPI通信协议的速度可以通过调整时钟频率来控制。
时钟频率越高，数据传输的速度越快。
然而，时钟频率的增加也会增加信号的噪声和功耗。
因此，在选择时钟频率时，需要权衡速度和可靠性的要求。
SPI通信协议还支持多个从设备的通信。
每个从设备都有一个独立的片选线，主设备可以通过选择不同的片选线来与不同的从设备进行通信。
这种多从设备的通信方式使SPI协议更加灵活，可以同时与多个外部设备进行数据交换。
综上所述，SPI通信协议是一种常用的串行通信协议，使用主从模式进行数据交换。
它具有简单、可靠、高速的特点，适用于单片机和外部设备之间的通信。
SPI通信的总结
STM32---SPI通信的总结（库函数操作）本文主要由7项内容介绍SPI并会在最后附上测试源码供参考：1. SPI 的通信协议2. SPI通信初始化（以STM32为从机，LPC1114为主机介绍）3. SPI 的读写函数4. SPI 的中断配置5. SPI 的SMA 操作6. 测试源码7. 易出现的问题及原因和解决方法一、SPI 的通信协议SPI（Serial Peripheral Interfac）是一种串行同步通讯协议，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接口一般由4根线组成，CS片选信号（有的单片机上也称为NSS）, SCLK时钟信号线，MISO数据线（主机输入从机输出），MOSI 数据线（主机输出从机输入），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信号来发起通讯。
通讯时主机的数据由MISO输入，由MOSI 输出，输入的数据在时钟的上升或下降沿被采样，输出数据在紧接着的下降或上升沿被发出（具体由SPI的时钟相位和极性的设置而决定）二、以STM32为例介绍SPI通信1. STM32f103带有3个SPI模块其特性如下：2221 SPI 特征■ 3线全双工冋步棲输•帯或不帯第二根双向数按线的职线鴨工同步性输•8或16位传输帧格式选提■主或从操种•支持多主模式•8个丄模式波特率预分频系数（最大为fpcix/2）•从摸戒频最大为fpcLx/2）•主橈式和从模式的快連通缶：摄大SPI速度达到18MHz•卜:模式和从模式卜均可以由牧件或硬什进行NSS管理］I /从操作摸式的动态改变•可编程的吋钟极性和相位•可编程的数据顺斥・MSB在刑或LSB在前•可触竝中凝的专用笈送和接收标蛊•SPIS线忙状态様志•龙持可靠通陆的硬fICRC2 SPI初始化初始化SPI主要是对SPI要使用到的引脚以及SPI通信协议中时钟相位和极性进行设置，其实STM32的工程师已经帮我们做好了这写工作，调用库函数，根据自己的需要来修改其中的参量来完成自己的配置即可，主要的配置是如下几项:引脚的配置SPI1 的SCLK, MISO ,MOSI 分别是PA5, PA6, PA7 弓I脚，这几个弓I 脚的模式都配置成GPIO_Mode_AF_PP复用推挽输出（关于GPIO 的8种工作模式如不清楚请自己百度，在此不解释），如果是单主单从，CS引脚可以不配置，都设置成软件模式即可。
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。
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。
spi通讯协议
spi通讯协议SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步串行通信协议，常用于连接微控制器和外部设备，如传感器、存储器、显示器等。
它采用主从结构，通过时钟信号和数据线进行双向通信，具有高速传输、简单灵活的特点，广泛应用于各种嵌入式系统。
SPI通信协议使用四根线进行通信：CLK（时钟线）、MOSI （主输出从输入线）、MISO（主输入从输出线）和SS（从选择线）。
时钟线由主设备产生，用于同步数据传输。
MOSI和MISO线负责数据传输，MOSI线由主设备输出数据，MISO线由从设备输出数据。
SS线由主设备控制，用于选择特定的从设备进行通信。
SPI通信协议是一种全双工通信方式，数据可以同时在MOSI和MISO线上传输。
通信过程中，主设备通过产生时钟信号控制数据传输的时序，每个时钟周期传输一个比特位。
主设备将数据送入MOSI线上，并将其与时钟信号同步，从设备通过MISO线上的数据响应主设备。
SPI通信协议中可以有多个从设备存在，但每个从设备都需要一个单独的片选信号控制。
主设备通过拉低某个从设备的片选信号（SS线），来选择特定的从设备进行通信。
通信结束后，主设备释放片选信号，并选择其他从设备进行通信。
这样可以实现多个从设备与一个主设备之间的并行通信。
SPI通信协议的速度可以根据实际需求进行调整，由主设备产生的时钟信号决定了数据传输的速率。
时钟信号的频率可以在主设备中设置，通常可以选择几十kHz至几十MHz的范围。
通信速度越快，数据传输的速率越高，但同时也会增加功耗和干扰的风险。
SPI通信协议具有以下优点：首先，它具有高速传输的优势，可以满足大部分实时性要求较高的应用场景。
其次，SPI通信协议的硬件实现比较简单，可以使用几个GPIO口实现。
最后，SPI通信协议支持全双工通信，可以同时进行数据的发送和接收，提高通信效率。
综上所述，SPI通信协议是一种快速、灵活且简单的串行通信协议，广泛应用于各种嵌入式系统。
spi通信原理
spi通信原理SPI（串行外围接口，Serial Peripheral Interface）是一种常见的半双工、同步串行通信总线接口（bus interface）。
它由一个正极性信号线（CS，Chip Select），一个时钟信号线（SCK，Serial Clock），一个向下发出数据线（MOSI，Master Out-Slave In）和一个向上接收数据线（MISO，Master In-Slave Out）构成，可用于微分模式或模拟模式通信，且具有较高的数据传输率和节点连线数，是一种主从（Master-Slave）式的串行数据传输标准。
一、SPI通信原理1、工作模式SPI接口通信模式有三种，分别是主模式（Master Mode）、从模式（Slave Mode）和双向模式（Bi-directional Mode），根据两个彼此连接的电路是主端还是从端，其工作模式就可以分别确定。
（1）主模式主模式有总线的控制权，它是总线的主导者，其发送时钟信号控制总线，由它读取从模式器件入端口的字节数据或者写入数据到从模式器件出端口，它一般兼顾发送和接收两种操作，并且在发送和接收都有数据缓存能力；（2）从模式从模式段缺少时钟和控制信号，从模式由主模式发送的时钟信号控制总线，从模式只能够等待主模式的唤醒，接收到主模式发来的时钟脉冲，才能工作；数据传输中，从模式由主模式发来的数据控制信号中控制自身的行为，从模式接收到数据，可能直接或间接地存储在从模式自身的缓冲位；（3）双向模式双向模式下，两电路当守护者和执行者双重角色，类似主模式，双向模式的总线可以实现双向同时收发数据功能，这也是SPI最重要的一个特点之一；2、信号线（1）CS： Chip Select，片选信号，由主机向从机发送，表示仪器的开始和结束信号；（2）SCK： Serial Clock，系统时钟信号，由主机向从机发送，控制数据的传输；（3）MOSI： Master Out Slave In，主机输出从机输入，由主机向从机发送；（4）MISO： Master In Slave Out，主机输入从机输出，由从机向主机发送；3、总线收发：1）主机向外设发送起始信号CS并向外设发出一个脉冲，外设将收到控制信号，从而开始读写操作；2）主机向外设发送时钟信号SCK，外设收到时钟信号后，可以进行一般主机传入和传出操作；3）主机发出信号来控制从机发出数据，从机受到数据标识，可以开始向主机发送数据，主机则接收从机发出的数据；4）当数据传送完毕后，起始信号CS将放低，SCK亦会放低，外设再将已写完信息的SS连接信号拉高；5）最后，外设会结束数据的读取和写入，同时将SS。
单片机SPI通信实现
单片机SPI通信实现SPI（Serial Peripheral Interface）是一种常见的串行通信接口，它用于在电子设备之间进行数据传输。
在单片机中，SPI通信常用于连接外部设备，如传感器、存储器或其他微控制器。
本文将介绍如何在单片机中实现SPI通信。
一、SPI通信的基本原理SPI通信包括一个主设备（MCU）和一个或多个从设备之间的通信。
通常，SPI使用四根信号线实现通信：1. 时钟线（SCLK）：用于主设备提供时钟信号，同步主设备和从设备的数据传输。
2. 主输出，从输入线（MISO）：用于主设备发送数据给从设备，并由从设备接收数据。
3. 主输入，从输出线（MOSI）：用于主设备接收从设备发送的数据。
4. 片选线（SS）：用于选择与主设备通信的特定从设备。
SPI通信是全双工的，意味着主设备和从设备可以同时发送和接收数据。
通信的过程如下：1. 主设备发送时钟信号给从设备。
2. 主设备通过MOSI线发送数据给从设备。
3. 从设备通过MISO线接收主设备发送的数据。
4. 从设备可以通过MISO线发送数据给主设备。
二、硬件设置在单片机中实现SPI通信，需要根据具体芯片型号和开发板的硬件接口进行设置。
通常需配置以下参数：1. SPI模式：SPI通信有四种模式，根据通信的时钟极性和相位来确定。
要根据所连接的设备要求选择适当的SPI模式。
2. 数据位长度：确定通信中每个数据包的位数。
3. 时钟频率：选择与所连接设备的最大通信频率兼容的时钟频率。
三、代码实现以下是一个示例代码，用于在单片机中实现SPI通信：```c#include <avr/io.h>void SPI_MasterInit(){// 设置引脚方向：SCLK, MOSI和SS作为输出引脚，MISO作为输入引脚DDRB = (1 << DDB5) | (1 << DDB3) | (1 << DDB2);// 使能SPI，并设置为主设备模式，设置时钟频率为fck/4SPCR = (1 << SPE) | (1 << MSTR);}void SPI_MasterTransmit(uint8_t data){// 启动数据传输SPDR = data;// 等待传输完成while (!(SPSR & (1 << SPIF)));}int main(void){// 初始化SPI主设备SPI_MasterInit();// 主设备发送数据SPI_MasterTransmit(0x55); // 发送0x55 return 0;}```以上代码是一个简单的SPI主设备配置和数据发送的示例，具体代码实现需要根据所使用的单片机型号和开发环境进行相应修改。
SPI通信
1 SPI通信SPI信号线:一般的SPI接口使用4条信号线与外围设备接口，其具体功能如下：∙SCLOCK：主机的时钟线，为数据的发送和接收提供同步时钟信号。
每一位数据的传输都需要1次时钟作用，因而发送或接收1个字节的数据都需要8个时钟作用。
主机的时钟可以通过固件进行设置，并和从机的时钟线相连。
∙MISO：主机输入/从机输出数据线。
主机的MOSO应与从机的发送数据端相连，进行高位在前的数据交换。
∙SS：低电平有效的从机选择线。
当该线置低时，才能跟从机进行通信。
SPI工作模式:SPI的工作模式分为：主模式和从模式。
∙主模式的特点是不论发送还是接收始终有SCLOCK信号，SS信号不是必需的，由于SPI只能有一个主机，因而不存在主机的选择问题。
∙从模式的特点是无论发送还是接收必须在时钟信号SCLOCK的作用下才能进行，并且SS信号必须有效。
不论是在主模式下还是在从模式下，都要在时钟极性和时钟相位的配合下才能有效的完成一次数据传输。
2 SPI接口的单线应用在标准的SPI接口间进行通信时，SPI总线的四条信号线中：主机SCLOCK与从机SCLOCK相连；主机MISO与从机MOSI相连；主机MOSI与从机MISO 相连；主机控制信号线与从机的SS相连。
在SPI接口与非标准接口进行通信时，例如与有的串行RAM 接口，由于双向I/O数据线只有一条，时钟和片选信号线都有，那么如何利用SPI的高速特性进行数据的读出和写入呢?在这里提出SPI的单线应用方案，其如图1所示。
主机的时钟信号SCLOCK 和片选信号SS与从机的对应信号线相连，不同的是主机的MOSI和MISO信号线分别经过合适的电阻与从机的I/O信号线相连。
当主机给从机发送数据时，在时钟信号的作用下，数据从MOSI口线经电阻1到从机的I/O 口线；当主机接收数据时，也需要在时钟信号的作用下，数据从从机的I/O口线经电阻2到主机的MISO口线。
该方案中MOSI与MISO连在一起，由于加了适当的电阻，所以不违反电路设计原则，但如果电阻大小不当会对信号的特性带来影响。
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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)
{
unsigned char i;
opcode.byte[0]=0xd4;
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=0;
while(!SPIF);
SPIF=0; //發送第5個任意數据字節
i=SPI0DAT; //清空讀緩沖器
SPI0DAT=0;
while(!SPIF);
SPIF=0; //啟動一個字節傳輸
i=SPI0DAT; //讀緩沖器
FLASH_CS=1;
return(i);
}
//Main Menory Page Program through Buffer 1 or 2
//Completes writing into selected buffer. Start self-timed erase/program operation
void page_wr(unsigned char buff_num, unsigned int bfaddr, unsigned int paddr, unsigned char *datptr, unsigned int len)
{
unsigned char i;
opcode.dat=paddr; opcode.dat<<=9; opcode.dat+=(bfaddr&0x1ff); //組合opcode
opcode.byte[0]=0x82+(buff_num-1)*3; //0x82 or 0x85
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
for(;len>0;len--)
{
SPI0DAT=*datptr++;
while(!SPIF); SPIF=0;
} //連續發送len個指定數据
FLASH_CS=1;
//Completes writing into selected buffer. Start self-timed erase/program operation
}
//Continuous Array Read (opcode: 0xe8)
//可從主存儲區任意地址跨頁連續讀取
void array_rd(unsigned long addr, unsigned int len, unsigned char *datptr) {
unsigned char i;
unsigned int paddr, baddr;
paddr=addr / 264;
baddr=addr % 264;
opcode.dat=paddr;
opcode.dat<<=9;
opcode.dat+=baddr; //組合opcode
opcode.byte[0]=0xe8;
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
for(i=0;i<4;i++)
{
SPI0DAT=0;
while(!SPIF);
SPIF=0;
} //連續發送4個不關心字節i=SPI0DAT; //清空讀緩沖器
for(;len>0;len--)
{
SPI0DAT=0;
while(!SPIF);
SPIF=0; //啟動一個字節傳輸*datptr=SPI0DAT; //讀緩沖器
datptr++;
}
FLASH_CS=1;
}。