¿Qué puntos de conocimiento necesita saber sobre el protocolo de bus SPI?

La tecnología de bus SPI (interfaz periférica en serie) de interfaz periférica en serie es una interfaz en serie síncrona lanzada por Motorola. La mayoría de los MCU (microcontroladores) del mercado ahora están equipados con interfaces de hardware SPI, como i.MX y TI. MCU de serie. SPI se utiliza para comunicación serie síncrona full-duplex entre la CPU y varios dispositivos periféricos. SPI puede enviar y recibir datos en serie simultáneamente. Solo se necesitan cuatro líneas para completar la comunicación entre la MCU y varios dispositivos periféricos. Estas cuatro líneas son: línea de reloj serie (CSK), línea de datos de entrada de host/salida esclava (MISO), línea de datos de salida de host/entrada de esclavo (MOSI). , línea de selección de esclavo bajo activo CS. Estos dispositivos periféricos pueden ser simples registros de desplazamiento TTL, controladores de pantalla LCD complejos, subsistemas de conversión A/D, D/A u otras MCU.

Cuando SPI está funcionando, los datos en el registro de desplazamiento se emiten desde el pin de salida (MOSI) bit a bit (el bit alto primero), mientras que los datos recibidos desde el pin de entrada (MISO) se desplazan bit por bit en el registro de desplazamiento (MSB primero). Después de enviar un byte, los datos del byte recibidos de otro dispositivo periférico ingresan al registro de desplazamiento. La señal de reloj SPI maestra (SCK) sincroniza la transferencia. El diagrama de bloques del sistema típico se muestra en la siguiente figura.

Las características principales de SPI son: puede enviar y recibir datos en serie al mismo tiempo;

Puede funcionar como maestro o esclavo;

Proporciona un reloj de frecuencia programable;

Enviar indicador de interrupción final;

Protección contra conflictos de escritura;

Protección de competencia de bus, etc.

La Figura 2 muestra los cuatro modos de operación del bus SPI, entre los cuales los más utilizados son los modos SPI0 y SPI3 (representados por líneas sólidas):

El módulo SPI está diseñado para comunicarse con periféricos Para el intercambio de datos, la polaridad y la fase del reloj síncrono en serie de salida se pueden configurar de acuerdo con los requisitos de funcionamiento de los periféricos. La polaridad del reloj (CPOL) no tiene un impacto significativo en el protocolo de transmisión. Si CPOL=0, el estado inactivo del reloj de sincronización en serie es de nivel bajo; si CPOL=1, el estado inactivo del reloj de sincronización en serie es de nivel alto; La fase del reloj (CPHA) se puede configurar para seleccionar uno de dos protocolos de transmisión diferentes para la transmisión de datos. Si CPHA = 0, los datos se muestrean en el primer flanco de transición (ascendente o descendente) del reloj de sincronización en serie; si CPHA = 1, los datos se muestrean en el segundo flanco de transición (ascendente o descendente) del reloj de sincronización en serie. muestreo. La fase del reloj de tono y la polaridad del módulo principal SPI y los periféricos que se comunican con él deben ser consistentes. La sincronización de la interfaz del bus SPI se muestra en la figura.

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