SPI简介

SPI(Serial Peripheral Interface),即串行外部设备接口,是一种全双工、高速、同步的串行通信总线。利用单独的数据线和单独的时钟信号,来保证发送端和接收端的完美同步。

一 ·SPI信号线

SPI接口一般使用3～4条信号线通信,以主从模式工作(产生时钟的一侧称为主机,另一侧称为从机),收发独立,可以实现多个SPI设备互相连接。

【SCK】: 串行时钟信号(Serial Clock),由主设备产生发送给从机。

【MOSI】:主发从收信号(Master Output Slave Input),主设备输出/从设备输入引脚,该引脚在主模式下发送数据,在从模式下接收数据。

【MISO】:主收从发信号(Master Input Slave Output),主设备输入/从设备输出引脚,该引脚在从模式下发送数据,在主模式下接收数据。

【CS/SS】:片选信号(Slave Select),由主设备控制。它的功能是用来作为片选引脚,也就是选择指定的从设备,让主设备可以单独地与特定从设备通讯,避免数据线上的冲突。

二·SPI通信模式

SPI是允许主设备启动从设备同步通讯的一种协议,从而达到数据交换的通信目的。

SPI通信有4种不同的操作模式,通过CPOL(时钟极性)和CPHA(时钟相位)来控配置主设备的通信模式。

SPI模式0

SPI模式0:CPOL=0,CPHA=0

即空闲态时,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,数据采样是在上升沿(准备数据),(发送数据)数据发送是在下降沿。

SPI模式1

SPI模式1:CPOL=0,CPHA=1

即空闲态时,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。

SPI模式2

SPI模式2:CPOL=1,CPHA=0

即空闲态时,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。

SPI模式3

SPI模式3:CPOL=1,CPHA=1

即空闲态时,SCLK处于高电平,数据发送是在第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,数据发送是在下降沿。

三 ·SPI模块实测

1.采用10ppm高精度品质晶振,全温范围内(-40°C～+85°C) 精度偏差小,长期稳定可靠,一致性好。实验结果可见频谱收敛,干净无杂散,信号分离度优异,信道间不易串频。

2.良好的阻抗匹配,降低反射,得到最大化功率,提升接收灵敏度,也更好的保护电路板及元器件。

3.趋1的驻波

驻波波腹电压与波谷电压幅度之比,又称为驻波系数、驻波比。驻波比等于1时,表示馈线和天线的阻抗完全匹配,此时高频能量全部被天线辐射出去,没有能量的反射损耗。

4.真实电流

大幅延长电池供电时间,同时自适应连接、速率,延长电池使用寿命,休眠电流仅0.7uA

四 ·SPI模块优势

串行通信接口SPI因其

1.极其灵活的数据传输(不限于8位,可以是任意大小的字);

2.没有启动和停止位,数据可以连续流式传输而不会中断;

3.非常简单的硬件结构,占用更少的系统资源;

而在众多通信方式中占据着一席之地。

非常适用于微控制器之间、以及微控制器和传感器之间的通信。

因此被广泛的应用于物联网、RFID、 工控、医疗、RF4CE、安防报警、数据采集、智能家居、水电气抄表等多种场合。