SPI总线组成及其工作原理

1、姓 名专 业林文如光学工程SPI总线组成及其工作原理THEME目录1234SPI的简介SPI的优缺点SPI内部机制和传输时序 SPI在DS1302上的应用1SPI简介 是是串行串行外围设备接口外围设备接口,是一种高速的，是一种高速的，全双工全双工，同步同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线占用四根线.SPI的通信原理很简单，它以的通信原理很简单，它以主从方式主从方式工作，通常工作，通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少至少4根根线。线。SDO 主设备数据输出，从设备数据输入主设备数据输出，从设备数据输入SDI 主

2、设备数据输入，从设备数据输出主设备数据输入，从设备数据输出SCLK 用来为数据通信提供同步时钟信号，由用来为数据通信提供同步时钟信号，由主设备产生主设备产生CS 从设备使能信号，由主设备控制从设备使能信号，由主设备控制SPI接口是接口是全双工全双工、同步同步、串口串口、单主机。单主机。2 2SPI的优缺点 在在SPI传输中，数据是传输中，数据是同步进行同步进行发送和接收的。发送和接收的。数据传输的时钟基于来自数据传输的时钟基于来自主处理器主处理器的时钟脉冲，的时钟脉冲，当当SPI接口上有多个接口上有多个SPI接口的单片机时，应区别其主从地位，接口的单片机时，应区别其主从地位，在某一时刻只能由一

3、个单片机为主器件。在某一时刻只能由一个单片机为主器件。从器件只能在主机发命令时从器件只能在主机发命令时,才能接收或向主机传送数据。才能接收或向主机传送数据。其数据的传输格式是其数据的传输格式是高位（高位（MSB）在前，低位）在前，低位(LSB）在）在SPI接口的一个接口的一个缺点缺点：没有应答机制确认是否接收到数据。：没有应答机制确认是否接收到数据。如果只是进行写操作，主机只需忽略收到的字节；反过来，如果如果只是进行写操作，主机只需忽略收到的字节；反过来，如果主机要读取外设的一个字节，就必须发送一个空字节来引发从机主机要读取外设的一个字节，就必须发送一个空字节来引发从机的传输。的传输。3SPI

4、内部机制和传输时序SPI从机从机从主机获得时钟和片选信号，因此从主机获得时钟和片选信号，因此cs和和sclk都是输入信号。都是输入信号。SPI接口实际上是两个简单的移位寄存器接口实际上是两个简单的移位寄存器,传输的数传输的数据为据为8位位,在主器件产生的从器件使能信号和移位脉在主器件产生的从器件使能信号和移位脉冲下冲下,按位传输按位传输,高位在前高位在前,低位在后。低位在后。 上升沿发送，下降沿接收。（有的器件是上升沿上升沿发送，下降沿接收。（有的器件是上升沿接收，下降沿发送）接收，下降沿发送） 3 3SPI内部机制和传输时序寻址：寻址：MOSI：When master, out line;

5、when slave, in lineMISO：When master, in line; when slave, out line3 3SPI内部机制和传输时序 一个完整的传送周期是一个完整的传送周期是16位，即两个字节，因为，首先主位，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命令准备数据，机要发送命令过去，然后从机根据主机的命令准备数据，主机在下一个主机在下一个8位时钟周期才把数据读回来位时钟周期才把数据读回来。4 4SPI在DS1302上的应用4 4SPI在DS1302上的应用实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月以及实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补带闰

6、年补偿偿的年进行计数；的年进行计数； 用于高速数据暂存的用于高速数据暂存的318 RAM； 简单的简单的SPI三线串口；三线串口；/RST引脚引脚：复位兼片选，读：复位兼片选，读/写操作时写操作时必须为高电平必须为高电平。4 4SPI在DS1302上的应用单片机开始数据传送时，必须将单片机开始数据传送时，必须将DS1302的的/RST置高，且置高，且把包含有地址和命令信息的把包含有地址和命令信息的8位数据发送给位数据发送给DS1302.数据在数据在SCLK的的上升沿入，下降沿串行出上升沿入，下降沿串行出；单片机对单片机对DS1302的读的读/写是命令字来初始化的。命令字格写是命令字来初始化的。

7、命令字格式：式：命令字节的命令字节的D7必须为必须为1，若，若D7=0,写保护；写保护；D6=0,表示存取日历时钟数据；表示存取日历时钟数据；D6=1,表示存取表示存取RAM数据数据.D5D1指示操作单元的地址；指示操作单元的地址；D0=0,表示写；表示写；D0=1,表示读；表示读；SPI在DS1302上的应用4 44 4SPI在DS1302上的应用4 4SPI在DS1302上的应用单字节操作单字节操作：每次对：每次对DS1302的写入或读出都由的写入或读出都由命令字节引导命令字节引导，每次只，每次只传送传送1字节数据。字节数据。单字节写操作：单字节写操作：单片机通过单片机通过8个个sclk下降沿传送写命令字节后，在接下下降沿传送写命令字节后，在接下来的来的8个个sclk时钟的下降沿传送一字节数据。如果有时钟的下降沿传送一字节数据。如果有更多的更多的sclk周期周期，DS1302将会忽略。将会忽略。单字节读操作：单字节读操作：单字节读操作每次需单字节读操作每次需16个时钟，地址字节在前个时钟，地址字节在前8个时钟个时钟周期的上周期的上升沿输入升沿输入，而数据字节在后，而数据字节在后8个时钟周期的个时钟周期的下降沿输出下降沿输出。.DS130