SPI总线协议及SPI时序图详解【转】
转自:https://www.cnblogs.com/adylee/p/5399742.html
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。
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。
上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。
上升沿到来的时候,sdo上的电平将被发送到从设备的寄存器中。
下降沿到来的时候,sdi上的电平将被接收到主设备的寄存器中。
假设主机和从机初始化就绪:并且主机的sbuff=0xaa (10101010),从机的sbuff=0x55 (01010101),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)。
---------------------------------------------------
脉冲 主机sbuff 从机sbuff sdi sdo
---------------------------------------------------
0 00-0 10101010 01010101 0 0
---------------------------------------------------
1 0--1 0101010x 10101011 0 1
1 1--0 01010100 10101011 0 1
---------------------------------------------------
2 0--1 1010100x 01010110 1 0
2 1--0 10101001 01010110 1 0
---------------------------------------------------
3 0--1 0101001x 10101101 0 1
3 1--0 01010010 10101101 0 1
---------------------------------------------------
4 0--1 1010010x 01011010 1 0
4 1--0 10100101 01011010 1 0
---------------------------------------------------
5 0--1 0100101x 10110101 0 1
5 1--0 01001010 10110101 0 1
---------------------------------------------------
6 0--1 1001010x 01101010 1 0
6 1--0 10010101 01101010 1 0
---------------------------------------------------
7 0--1 0010101x 11010101 0 1
7 1--0 00101010 11010101 0 1
---------------------------------------------------
8 0--1 0101010x 10101010 1 0
8 1--0 01010101 10101010 1 0
---------------------------------------------------
这样就完成了两个寄存器8位的交换,上面的0--1表示上升沿、1--0表示下降沿,sdi、 sdo相对于主机而言的。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总线是Motorola公司推出的三线同步接口,同步串行3线方式进行通信:一条时钟线SCK,一条数据输入线MOSI,一条数据输出线MISO;用于 CPU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。
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时序图详解-SPI接口在模式0下输出第一位数据的时刻
SPI接口在模式0下输出第一位数据的时刻
SPI接口有四种不同的数据传输时序,取决于CPOL和CPHL这两位的组合。图1中表现了这四种时序,
时序与CPOL、CPHL的关系也可以从图中看出。
CPOL是用来决定SCK时钟信号空闲时的电平,CPOL=0,空闲电平为低电平,CPOL=1时,
空闲电平为高电平。CPHA是用来决定采样时刻的,CPHA=0,在每个周期的第一个时钟沿采样,
CPHA=1,在每个周期的第二个时钟沿采样。
只关注模式0的时序。
在时钟的后沿输出数据(下降沿,第二个时钟沿)。首先来看主器件,主器件的输出口(MOSI)输出的数据bit1,
在时钟的前沿被从器件采样,那主器件是在何时刻输出bit1的呢?bit1的输出时刻实际上在SCK信号有效以前,
比 SCK的上升沿还要早半个时钟周期。bit1的输出时刻与SSEL信号没有关系。再来看从器件,
主器件的输入口MISO同样是在时钟的前沿采样从器件输出的bit1的,那从器件又是在何时刻输出bit1的呢。
从器件是在SSEL信号有效后,立即输出bit1,尽管此时SCK信号还没有起效。关于上面的主器件
和从器件输出bit1位的时刻,可以从图3、4中得到验证。
延时了一段时间,之后再向数据寄存器写入了要发送的数据,来观察主器件输出bit1的情况(MOSI)。
可以看出,bit1(值为1)是在SCK信号有效之前的半个时钟周期的时刻开始输出的(与CS信号无关),
到了SCK的第一个时钟周期的上升沿正好被从器件采样。
图4中,注意看CS和MISO信号。我们可以看出,CS信号有效后,从器件立刻输出了bit1(值为1)。
通常我们进行的spi操作都是16位的。图5记录了第一个字节和第二个字节间的相互衔接的过程。
第一个字节的最后一位在SCK的上升沿被采样,随后的SCK下降沿,从器件就输出了第二个字节的第一位。
SPI总线协议介绍(接口定义,传输时序)
一、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。
-------------------------------------------------------
二、接口定义
SPI接口共有4根信号线,分别是:设备选择线、时钟线、串行输出数据线、串行输入数据线。
(2)MISO:主器件数据输入,从器件数据输出
(3)SCLK :时钟信号,由主器件产生
(4)/SS:从器件使能信号,由主器件控制
-------------------------------------------------------
三、内部结构
四、传输时序
SPI接口在内部硬件实际上是两个简单的移位寄存器,传输的数据为8位,在主器件产生的从器件使能信号和移位脉冲下,按位传输,高位在前,低位在后。如下图所示,在SCLK的下降沿上数据改变,上升沿一位数据被存入移位寄存器。
SPI总线协议及SPI时序图详解【转】的更多相关文章
- SPI总线协议及SPI时序图详解
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 ...
- UML之时序图详解
原文链接:https://blog.csdn.net/fly_zxy/article/details/80911942 什么是时序图 时序图(Sequence Diagram),又名序列图.循序图,是 ...
- 关于I2C和SPI总线协议【转】
关于I2C和SPI总线协议 IICvs SPI 现今,在低端数字通信应用领域,我们随处可见IIC (Inter-Integrated Circuit) 和 SPI (Serial Peripheral ...
- 【转】SPI总线协议
SPI总线协议 By Xiaomin | April 17, 2016| 技术 概述 SPI(Serial Peripheral Interface)总线是主要应用于嵌入式系统内部通信的串行同步传输总 ...
- 搞懂分布式技术4:ZAB协议概述与选主流程详解
搞懂分布式技术4:ZAB协议概述与选主流程详解 ZAB协议 ZAB(Zookeeper Atomic Broadcast)协议是专门为zookeeper实现分布式协调功能而设计.zookeeper主要 ...
- (转)CAS (4) —— CAS浏览器SSO访问顺序图详解(CAS Web Flow Diagram by Example)
CAS (4) —— CAS浏览器SSO访问顺序图详解(CAS Web Flow Diagram by Example) tomcat版本: tomcat-8.0.29 jdk版本: jdk1.8.0 ...
- HTTP协议头部与Keep-Alive模式详解
HTTP协议头部与Keep-Alive模式详解 .什么是Keep-Alive模式? 我们知道HTTP协议采用“请求-应答”模式,当使用普通模式,即非KeepAlive模式时,每个请求/应答客户和服务器 ...
- 十图详解tensorflow数据读取机制(附代码)转知乎
十图详解tensorflow数据读取机制(附代码) - 何之源的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/27238630
- CAS (6) —— Nginx代理模式下浏览器访问CAS服务器网络顺序图详解
CAS (6) -- Nginx代理模式下浏览器访问CAS服务器网络顺序图详解 tomcat版本: tomcat-8.0.29 jdk版本: jdk1.8.0_65 nginx版本: nginx-1. ...
随机推荐
- shell常见文本处理。(awk 替换换行符等)
1 文件里有如下行,我想将每行的回车符替换为逗号,并将所有行合并到一行,用awk或sed怎么写啊TOP_COLUMNTOP_MESSAGETOP_OPTIONSTOP_TOPICTOP_VOTETOP ...
- Java NIO系列教程(八)JDK AIO编程
目录: Reactor(反应堆)和Proactor(前摄器) <I/O模型之三:两种高性能 I/O 设计模式 Reactor 和 Proactor> <[转]第8章 前摄器(Proa ...
- 8种提升ASP.NET Web API性能的方法
英文原文:8 ways to improve ASP.NET Web API performance ASP.NET Web API 是非常棒的技术.编写 Web API 十分容易,以致于很多开发者没 ...
- spring boot @Value Could not resolve placeholder
@Configuration public class PropertySourcePlaceholderConfig { @Bean public PropertySourcesPlaceholde ...
- 047、管理Docker Machine(2019-03012 周二)
参考https://www.cnblogs.com/CloudMan6/p/7248188.html 用docker-machine创建machine的过程很简洁,非常适合多主机环境.除此之外 ...
- 017、RUN、CMD、ENTRYPOINT (2019-01-08 周二)
参考https://www.cnblogs.com/CloudMan6/p/6875834.html RUN CMD ENTRYPOINT 这三个Dockerfile指令看上去很类似,很容易混淆. ...
- 基本数据类型转String,String转基本数据类型
基本数据类型 --> 字符串 1.基本数据类型+"" String s = 5 + ""; 2.使用包装类的静态方法toString(参数),参数是要转化 ...
- Slash and BackSlash 记忆法
容易混淆的两兄弟 Slash https://en.wikipedia.org/wiki/Slash Slash (punctuation), the "/" punctuatio ...
- GCC编译器原理(一)------交叉编译器制作和GCC组件及命令
1.1 交叉编译器制作 默认安装的 GCC 编译系统所产生的代码适用于本机,即运行 GCC 的机器,但也可将 GCC 安装成能够生成其他的机器代码.安装一些必须的模块,就可产生多种目标机器代码,而且可 ...
- ModSecurity SQL注入攻击 – 深度绕过技术挑战
ModSecurity是一个入侵探测与阻止的引擎,它主要是用于Web应用程序所以也可以叫做Web应用程序防火墙.它可以作为Apache Web服务器的一个模块或单独的应用程序来运行.ModSecuri ...