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SPI总线的结构原理

2016-12-21 17:36:34 | 人围观 | 评论:

SPI总线系统是Motorola公司提出的一种同步串行外设接口,允许MCU与各种外围设备以同步串行方式进行通信来交换信息。SPI 总线接口一般使用4根线: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,SPI总线接口电路结构如图所示。由于SPI系统总线只需3根公共的时钟数据线和若干位独立的从机选择线,在SPI从设备较少而没有总线扩展能力的单片机系统中使用特别方便。
 SPI模块为了和外设进行数据交换,根据外设工作要求,其输出的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)能够用于选择两种不同的传输协议进行数据传输。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间时钟相位和极性应该一致。
 由于SPI系统总线一共只需3~4位数据线和控制线即可实现与具有SPI总线接口功能的各种I/O器件进行连接,而扩展并行总线则需要8根数据线、8~16位地址线、2~3位控制线,因此,采用SPI总线接口可以简化电路设计,节省很多常规电路中的接口器件和I/O口线,提高设计的可靠性。
 由此可见,在智能仪器和工业测控系统中,对于不具有SPI接口的单片机,当传输速度要求不是太高时,使用SPI总线可以增加应用系统接口器件的种类,可以提高应用系统的性能。


图 SPI总线接口电路结构





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