文章目录
- 前言
- 一、SPI介绍
- 1.SPI总线
- 2.寻址方式
- 二、通信原理
- 1.通信过程
- 2.极性和相位
- 3.四种工作模式
- 三、SPI与I2C的异同
- 1.相同点
- 2.不同点
- 总结
前言
spi协议和I2C协议是非常类似的，两种硬件接口协议在芯片是被广泛使用的，上篇博文详细介绍了I2C协议，这次来介绍一下spi协议。
一、SPI介绍
1.SPI总线
SPI（Serial PEripheral Interface）是串行外设接口的缩写，SPI是一种高速的、全双工的、同步的串行通信总线：SPI采用主从方式工作、一般有一个主设备或多个从设备：SPI需要至少四根线（但从机较多时则需要增加接口），分别是MISO（主设备输入从设备输出）、MOSI（主设备输出从设备输入）、SCLK（时钟）、CS（片选）。SPI使用引脚较少且布线方便，所以越来越多的芯片集成了这种通信协议。下图为主从设备的连接示意图。
2.寻址方式
当主设备要和某个从设备进行通信时，主设备需要先向对应从设备的片选线上发送使能信号（高电平或低电平）表示选中该从设备，这样通信才能开始，下图为有两个从机时的主从设备连接图。
二、通信原理
1.通信过程
SPI总线在进行数据传送时，先传送高位，后传送低位；数据线为高电平表示逻辑“1”，低电平表示逻辑“0”，一个字符传送完成后无需应答即可开始下一个字节的传送；SPI总线采用同步方式工作，时钟线在上升或下降沿时发送器向数据线上发送数据，在紧接着的下降沿或上升沿时接收器从数据线上读取数据，完成一位数据传送，八个时钟周期即可完成一个字节数据的传送。下图为传送数据时的详细高低电平图。
2.极性和相位
I2C通信时，在空闲状态下，时钟线和数据线都是处于高电平之下，但SPI通信不一样，它得起始电位是由它的极性和相位来控制的，下面我们就来介绍一下这两个东西。
SPI总线有四种不同的工作模式，取决于极性（CPOL）0和相位这两个因素
CPIL表示SCLK空闲时的状态
CPOL=0，空闲时SCLK为低电平
CPOL=1，空闲时SCLK为高电平
CPHA表示采样时间
CPHA=-0，每个周期的第一个时钟沿采样
CPHA=1，每个周期的第二个时钟沿采样
3.四种工作模式
CPOL=0， CPHA=0
CPOL=0， CPHA=1
CPOL=1， CPHA=0
CPOL=1， CPHA=1
三、SPI与I2C的异同
1.相同点
①均采用串行、同步的方式
②均采用TTL电平，传输距离和应用距离和应用场景类似
③均采用主从方式工作
2.不同点
①I2C采用半双工，SPI采用全双工
②I2C有应答机制，SPI无应答机制
③I2C通过总线广播从机地址来寻址，SPI通过向对应从机器从机发送使能信号来寻址
④I2C的时钟极性和时钟相位固定，SPI的时钟极性和时钟相位可调
总结
对于SPI协议，我们还时需要掌握的，这样我们在做一些项目时能变得得心应手。
