SPI协议的简单实例说明
SPI协议介绍ppt课件
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内部结构图
SPI总线
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传输模式
根据时钟极性(CPOL)及相位(CPHA)不同可 以组合成4种工作模式：SPI0，SPI1，SP2， SP3.
（1）SPI0：CPOL=0,CPHA=0 （2）SPI1：CPOL=0,CPHA=1 （3）SPI2：CPOL=1,CPHA=0 （4）SPI3：CPOL=1,CPHA=1
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传输模式
• 时钟极性(CPOL)定义了时钟空闲状态电平， 对传输协议没有重大影响。
• CPOL=0：时钟空闲状态为低电平。 • CPOL=1：时钟空闲状态为高电平。
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传输模式
• 时钟相位(CPHA)定义数据的采样时间。 • CPHA=0：在时钟的第一个跳变沿(上升沿或
下降沿)进行数据采样。 • CPHA=1：在时钟的第二个跳变沿(上升沿或
SPI协议应用
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主要内容
• SPI总线介绍 • 传输模式 • 时序分析 • SPI特点总结
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Sபைடு நூலகம்I总线介绍
• SPI接口是Motorola首先提出的全双工三线 同步串行外围接口，采用主从模式架构， 支持多从设备应用，一般只支持单主设备。
• 时钟由主设备控制，数据在时钟脉冲下按 位传输，高位在前。
下降沿)进行数据采样。
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传输模式
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传输模式
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传输模式
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传输模式对比
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时序分析
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特点
• 优点： （1）接口简单，利于硬件设计与实现。 （2）时钟速度快，且没有系统开销。 （3）相对抗干扰能力强，传输稳定。
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特点
缺点： （1）缺乏流控制机制，无论主器件还是从器
spi协议实例
竭诚为您提供优质文档/双击可除spi协议实例篇一：spi协议一spi协议概括spi，是英语serialperipheralinterface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。
SPI协议详解
SPI协议详解SPI(Serial Peripheral Interface)总线是⼀种⾼速、串⾏、全双⼯通信总线，由Motorola公司设计并推⼴。
优点是⽀持全双⼯通信，传输速率快，SCLK时钟频率最⾼可以达到50MHz左右。
缺点是没有流控制机制，不像I2C有应答机制，也不像UART有数据帧校验机制。
总线引脚SPI总线以主从⽅式⼯作，⽀持多主多从、单主多从、单主单从模式，拥有四个信号线：MISO – Master Input Slave Output,主设备数据输⼊，从设备数据输出；MOSI – Master Output Slave Input，主设备数据输出，从设备数据输⼊；SCLK – Serial Clock，时钟信号，由主设备产⽣；需要注意的是，SCLK只有在数据传输的过程中产⽣时钟周期，不进⾏数据传输时保持⾼电平或者低电平；CS – Chip Select，从设备使能信号，由主设备控制。
其中CS信号线主要⽤于⽚选，实际通信使⽤MISO/MOSI/SCLK三根信号线。
单主单从模式如下：单主多从模式如下：（每个SPI设备由⼀根独⽴的CS⽚选信号进⾏⽚选）总线时序根据CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位）的组合区分，SPI总线时序有四种模式。
SPI通信的双⽅必须同时⼯作在其中⼀种模式下，往往是主控制器匹配SPI设备的⼯作模式。
Mode0：CPOL=0，CPHA=0Mode1：CPOL=0，CPHA=1Mode2：CPOL=1，CPHA=0Mode3：CPOL=1，CPHA=1其中SPI 0和SPI 3两种模式最常⽤。
CPOL⽤来控制SCLK信号的Active状态是⾼电平还是低电平。
0 - SCLK⾼电平为Active状态1 - SCLK低电平为Active状态CPHA⽤来控制MOSI和MISO在第⼏个SCLK边沿进⾏数据采样。
0 - 第⼀个SCLK边沿采样，第⼆个边沿发送1 - 第⼀个SCLK边沿发送，第⼆个边沿采样总结：SPI总线协议本⾝并不复杂，这就意味着复杂性在SPI设备驱动的软件编码上，具体体现在：1）SPI总线协议没有数据校验机制，因此，必须根据SPI设备⽀持的SCLK时钟频率范围设置SPI时钟频率，实际应⽤中，可能会碰到⽰波器量时序信号没问题，但是SPI设备不回复数据或者回复数据错误的情况，⼤概率就是因为时钟频率不满⾜SPI设备要求导致的；2）SPI控制器的发送是直接将数据写⼊⼀个移位寄存器中，该移位寄存器跟随SCLK时钟发送数据；SPI控制器的接收与发送同步进⾏，也就是说发送数据的同时，也在接收数据，⽽接收数据是写⼊⼀个缓存寄存器中，如果缓存寄存器的值不及时读取的话，后续接收的数据会直接丢弃⽽不是覆盖到该缓存寄存器中，因此，每⼀次写数据之后，⼀定要读取数据，即使读取的数据⽆意义。
SPI协议的简单实例说明
SPI协议的简单实例说明
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
这样就完成了两个寄存器8位的交换，上面的上表示上升沿、下表示下降沿，sdi、sdo相对于主机而言的。
其中ss引脚作为主机的时候，从机可以把它拉底被动选为从机，作为从机的是时候，可以作为片选脚用。
根据以上分析，一个完整的传送周期是16位，即两个字节，因为，首先主机要发送命令过去，然后从机根据主机的名准备数据，主机在下一个8位时钟周期才把数据读回来！！看大家明白没有！！！！！。
(完整)spi总线协议详细说明
SPI总线原理与应用篇《电子制作》2008年9月站长原创，如需引用请注明出处大家好，通过以前的学习，我们已经对51单片机综合学习系统的使用方法及学习方式有所了解与熟悉，学会了使用IIC总线的基本知识，体会到了综合学习系统的易用性与易学性，这一期我们将一起学习SPI总线的基本原理与应用实例。
先看一下我们将要使用的51单片机综合学习系统能完成哪些实验与产品开发工作：分别有流水灯，数码管显示，液晶显示，按键开关，蜂鸣器奏乐，继电器控制，IIC总线，SPI 总线，PS/2实验，AD模数转换，光耦实验，串口通信，红外线遥控，无线遥控，温度传感，步进电机控制等等。
主体系统如图1所示，其配套书本教程《单片机快速入门》如图2所示。
图1 51单片机综合学习系统主机部分图片图2 51单片机综合学习系统配套书本教程——《单片机快速入门》上图是我们将要使用的51单片机综合学习系统硬件平台，如图1所示，本期实验我们用到了综合系统主机、板载的AT93C46芯片，综合系统其它功能模块原理与使用详见前几期《电子制作》杂志及后期连载教程介绍。
SPI总线简介SPI总线基本概念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 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，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。
其工作模式有两种：主模式和从模式。
SPI是一种允许一个主设备启动一个从设备的同步通讯的协议，从而完成数据的交换。
也就是SPI是一种规定好的通讯方式。
这种通信方式的优点是占用端口较少，一般4根就够基本通讯了（不算电源线）。
单片机中SPI接口的工作原理与应用案例
单片机中SPI接口的工作原理与应用案例一、工作原理SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步的串行通信接口协议，常用于单片机和外围设备之间进行数据传输。
它由一个主设备和一个或多个从设备组成，可以同时控制多个从设备。
SPI接口通过四个信号线进行通信：时钟线（SCLK）、主设备输出从设备输入线（MOSI）、主设备输入从设备输出线（MISO）、片选线（SS）。
工作时，主设备驱动时钟线发送时钟信号，从而控制数据传输的时序。
主设备通过MOSI线发送数据到从设备，从设备通过MISO线返回数据给主设备。
片选线用于选择哪个从设备与主设备进行通信，可以通过使能或禁用相应的从设备。
SPI通信的数据传输方式有两种：全双工和半双工。
全双工允许主设备和从设备同时发送和接收数据，而半双工只允许主设备和从设备交替进行数据传输。
SPI 接口的工作速率可以根据应用需求进行调整。
在SPI接口中，主设备控制时钟的频率，从设备根据时钟频率进行数据读取和传输。
二、应用案例1. 存储器扩展模块一个常见的应用案例是在单片机系统中使用SPI接口来扩展存储器容量。
通过连接一块外部存储器，可以实现对大容量数据的读写操作。
主设备通过SPI接口发送读写指令和地址信息，从设备接收指定地址的数据，并将数据返回给主设备。
通过这种方式，可以轻松扩展单片机的存储容量。
2. 传感器数据采集模块SPI接口广泛应用于传感器数据采集模块。
传感器作为从设备连接到单片机系统，通过SPI接口将采集到的数据传输给主设备。
主设备可以根据需要发送控制命令到从设备，从而实现对传感器的配置和采集频率等参数的调整。
例如，温度传感器可以通过SPI接口将采集到的温度数据传输给单片机系统，从而实现实时温度监测。
其他类型的传感器，如加速度传感器、压力传感器等，也可以通过SPI接口与单片机进行数据交换，实现对环境参数的监测和控制。
3. 外部显示模块SPI接口还常被用于连接外部显示模块，如液晶显示屏（LCD）。
SPI总线简介与参考实例
SPI总线简介与参考实例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公司推出的首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的一种同步串行通讯方式。
这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。
SPI总线系统是一种同步串行外设接口通信以交换信息。
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)。
一、基本原理1. SPI技术性能SPI接口是Motorola 首先提出的全双工三线同步串行外围接口，采用主从模式（Master Slave）架构；支持多slave模式应用，一般仅支持单Master。
时钟由Master 控制，在时钟移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后（MSB first）；SPI接口有2根单向数据线，为全双工通信，目前应用中的数据速率可达几Mbps 的水平。
2. SPI控制模式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）MOSI – 主设备数据输出，从设备数据输入（主发从收）（2）MOSO – 主设备数据输入，从设备数据输出（主收从发）（3）SCLK – 时钟信号，由主设备产生（时钟线） （4）/SS – 从设备使能信号，由主设备控制其中SS 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协议串行外设接口协议的解析
SPI协议串行外设接口协议的解析SPI（Serial Peripheral Interface）协议是一种串行外设接口协议，常用于在微控制器和外部设备之间进行数据通信。
本文将对SPI协议的基本原理、通信格式以及常见应用进行解析。
一、SPI协议概述SPI协议是一种同步的全双工通信协议，其核心思想是通过使用四根线（片选信号、时钟、输入数据、输出数据）来实现设备之间的通信。
SPI可以同时支持单主机和多从机的通信方式，能够实现高速数据传输，并且相对简单易用。
二、SPI工作原理SPI工作在主-从模式下，一个主设备可以与一个或多个从设备进行通信。
SPI协议中的主设备控制时钟信号，指示数据传输的开始和结束，从设备根据时钟信号来读取或写入数据。
SPI通信时，主设备通过选择片选信号来选择要与其通信的从设备。
三、SPI通信格式1. 时钟极性（CPOL）和相位（CPHA）：SPI通信协议的时钟极性和相位可以根据设备的要求进行设置，以适应不同设备的通信模式。
CPOL定义了在空闲状态下（时钟未激活）时钟信号的电平，高电平或低电平；CPHA定义了数据采样的时机，以时钟的上升沿还是下降沿为准。
2. 数据位顺序：SPI通信中数据传输的位顺序可以是LSB（Least Significant Bit，最低有效位）或MSB（Most Significant Bit，最高有效位）。
3. 传输速度：SPI通信的速度由主设备的时钟频率控制，可以根据从设备的要求和系统的稳定性来进行设置。
四、SPI应用场景SPI协议广泛应用于各种外设和传感器之间的通信，以下是几个常见的应用场景：1. 存储器芯片：SPI协议被广泛应用于存储器芯片（如Flash和EEPROM）和微控制器之间的通信，实现数据的读写操作。
2. 显示模块：很多液晶屏和OLED显示模块都采用SPI协议与主控制器进行通信，传输图像数据和命令。
3. 传感器：许多传感器（如温度传感器、加速度传感器等）通过SPI协议与控制器进行数据传输，实现实时数据采集和处理。
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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
这样就完成了两个寄存器8位的交换，上面的上表示上升沿、下表示下降沿，sdi、sdo相对于主机而言的。
其中ss引脚作为主机的时候，从机可以把它拉底被动选为从机，作为从机的是时候，可以作为片选脚用。
根据以上分析，一个完整的传送周期是16位，即两个字节，因为，首先主机要发送命令过去，然后从机根据主机的名准备数据，主机在下一个8位时钟周期才把数据读回来！！
SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。
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P89LPC900.
SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，其工作模式有两种：主模式和从模式，无论那种模式，都支持
3Mbit/s的速率，并且还具有传输完成标志和写冲突保护标志。
到目前为止，我使用过的具有SPI总线的器件，就是存储芯片Eprom：at25128，在使用过程中，发现的确是有这种总线的优点。
下面以P89LPC900单片机的SPI总线来解释SPI总线的通用使用规则。
LPC900单片机的SPI接口主要由4个引脚构成：SPICLK、MOSI、MISO及/SS，其中SPICLK是整个SPI总线的公用时钟，MOSI、MISO作为主机，从机的输入输出的标志，MOSI是主机的输出，从机的输入，MISO是主机的输入，从机的输出。
/SS
是从机的标志管脚，在互相通信的两个SPI总线的器件，/SS管脚的电平低的是从机，相反/SS管脚的电平高的是主机。
在一个SPI通信系统中，必须有主机。
SPI总线可以配置成单主单从，单主多从，互为主从。
今以互为主从模式作为讲解：
要进行SPI互为主从操作，必须遵照以下步骤：
1 对A、B进行初始化，均设为主机（需要进行以下操作）。
a) SPI端口初始化为准双向。
b) SPCTL配置为0x50，SSIG=0，SPEN=1，MSTR=1。
c) 清除SPSTAT中的SPIF及WCOL标志位为0。
d) 如果需要使用SPI中断，可使能相应中断位。
2 将A上一个引脚连接到B的/SS引脚上，然后拉低/SS，可将B强行置为从机模式，同时B机会发生以下变化：
a) B机的MSTR位自动清0。
b) B机的MOSI及SPICLK强行变为输入模式，MISO则变为输出模式。
c) B机SPIF位置位。
d) 如果SPI中断使能，B机将执行SPI中断服务程序。
3 B机可设置为查询接收或中断接收方式，以时刻准备接收由A机发送过来的数据，要使B机恢复为主机，必须完整执行步骤1。
本示例中，通过两块DP932 实验板构成了SPI互为主从测试系统。
程序中应注意的问题：
1 程序中应注意对首次拉低SS引脚进行处理：当A机首次通过B_SS将B机设置为从机后，从机的SBIF位会置位（会被认为完成一次传输），如果这之前，使能了SPI中断，则从机则会执行相应的中断服务程序（本示例程序中，当B机的SS引脚被拉为低电平，B机的SBIF首次置位进行处理）。
2 关于从机恢复为主机的问题：互为主从模式中，当B机被A机设置为从机后，CPCTL 寄存器中MSTR位被清除为0，且SPIF被置1，MOSI和SPICLK强制变为输入模式，MISO 强制变为输出模式。
要想恢复为主机，必须执行以下操作：
a) 将MSTR位置1，SPIF位清0。
b) 将MOSI，SPICLK，MISO及SS重新恢复为准双向口。
c) 在a)、b)之前，需要注意将B_SS拉高，如果其一直为低电平，即使完成a)、b)操作，也会将B机重新设置为从机。
3 在SPI总线的使用过程中，可以通过DORD（SPI数据顺序选择位），CPOL（SPI时钟极性选择位），CPHA（SPI时钟相位选择位）控制主/从机传输格式。
对于本实验，可以忽略这些位的影响，但是在使用一些其他SPI器件时，必须根据从器件数据手册的要求，对SPI 数据的传输顺序，SPI的时钟极性，及SPI的时钟相位进行正确的设置。
4 一些SPI的应用系统，由于硬件的设计并不是很合理，所以有时SPI通信不正常（传输数据出错，或其他情况），你可以试着降低SPI总线的传输速率，或者调节一些SPI时钟极性及相位，以使传输稳定。