SPI 理论知识
文章目录
- 前言
- 一、SPI简介
- 二.SPI总线硬件框图
- 三、SPI接口
- 四、SPI 时钟源
- 五、SPI 总线 通信模式
- 六、SPI 通信格式
前言
I know someone in the world is waiting for me, although I’ve no idea of who he is But I feel happy every day for this .
我知道这世上有人在等我，但我不知道我在等谁，为了这个，我每天都非常快乐。
一、SPI简介
SPI（Serial Peripheral Interface） 协议是由摩托罗拉公司提出的通讯协议，即串行外围设备接口，是一种高速全双工的通信总线。它被广泛地使用在 ADC、LCD 等设备与 MCU 间，要求通讯速率较高的场合。
芯片的管脚上只占用四根线。（下面会讲到）
- MISO： 主器件数据输出，从器件数据输入。
- MOSI：主器件数据输入，从器件数据输出。
- SCK： 时钟信号，由主设备控制发出。
- NSS（CS）： 从设备选择信号，由主设备控制。当NSS为低电平则选中 从器件。
二.SPI总线硬件框图
认识一个外设，最好的方式就是看它的框图，方便我们快速的了解 SPI 的基本功能，然后再看手册了解细节。
根据上面的图我们可以知道一下信息：
- SCK（CK），Serial Clock
此引脚在主机模式下用于时钟输出，==从机模式下用于时钟输入。 - MISO（SDI），Master In / Slave Out data
此引脚在从机模式下用于发送数据，主机模式下接收数据。 - MOSI（SDO）, Master Out / Slave In data
此引脚在从机模式下用于数据接收，主机模式下发送数据。 - SS（WS）, Slave select pin
根据 SPI 和 SS 设置，此引脚可用于：
⌘. 选择从器件进行通信。
⌘. 允许多主模式（可以禁止 NSS 引脚输出）。
三、SPI接口
SPI1，SPI4，SPI5，SPI6 在 APB2 总线
SPI2，SPI3 在 APB1 总线
SPI 的最高时钟由这些总线决定的
四、SPI 时钟源
STM32F429 主频在 168MHz 下，SPI1，SPI4，SPI5，SPI6 的最高时钟是 84MHz，而 SPI2 和 SPI3是 42MHz。这里特别注意一点，SPI 工作时最少选择二分频，也就是说 SPI1,4,5,6 实际通信时钟是
42MHz，而 SPI2,3 是 21MHz。
五、SPI 总线 通信模式
-
全双工通信
全双工通信就是主器件和从器件之间同时互传数据，SPI 总线的全双工模式接线方式如下：
⌘ 、注意接线方式，对于主器件来说 MISO 引脚就是输入端，从器件的 MISO 是输出端，即 Master In / Slave Out data。MOSI 也是同样道理。
⌘、 每个时钟信号 SCK 的作用了，主器件的 MISO 引脚接收 1 个 bit 数据，MOSI 引脚输出 1 个 bit数据。
⌘、这种单一的主从接线模式下，SS 引脚可以不使用。 -
半双工通信
半双工就是同一个时刻只能为一个方向传输数据，SPI 总线的半工模式接线方式如下：
更改通信方式时，要先禁止 SPI
⌘ 、主器件的 MISO 和从器件的 MISO 不使用，可以继续用作标准 GPIO。
⌘ 、1KΩ 的接线电阻很有必要，因为当主器件和从器件的通信方向不是同步变化时，容易出现其中一个输出低电平，另一个输出高电平，造成短路。
⌘ 、这种单一的主从接线模式下，SS 引脚可以不使用 -
单工模式
单工就是只有一种通信方向，即发送或者接收，SPI 总线的单工模式接线方式如下：
⌘ 、未用到的 MOSI 或者 MISO 可以用作标准 GPIO。
⌘ 、这种单一的主从接线模式下，SS 引脚可以不使用。
六、SPI 通信格式
SPI 总线主要有四种通信格式，由 CPOL 时钟极性和 CPHA 时钟相位控制：
SPI 有四种通信格式分别如下：
- 当 CPOL = 1， CPHA = 1 时
SCK 引脚在空闲状态处于高电平，SCK 引脚的第 2 个边沿捕获传输的第 1 个数据。 - 当 CPOL = 0， CPHA = 1 时
SCK 引脚在空闲状态处于低电平，SCK 引脚的第 2 个边沿捕获传输的第 1 个数据。 - 当 CPOL = 1， CPHA = 0 时
SCK 引脚在空闲状态处于高电平，SCK 引脚的第 1 个边沿捕获传输的第 1 个数据。 - 当 CPOL = 0， CPHA = 0 时
SCK 引脚在空闲状态处于低电平，SCK 引脚的第 1 个边沿捕获传输的第 1 个数据。