SPI总线介绍剖析ppt课件.ppt

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1、AVR单片机SPI接口应用芯片间通信芯片间通信：SPI总线；IIC总线；UART，主要用于单片机的扩展外设；设备间通信：UART->RS232;RS485;CAN总线；以太网；无线等方式，主要用于设备之间互联；设备间通信方式概述最初的芯片间通信都是并行通讯方式，如在8086处理器需要扩展自己的外设，则通过数据总线外扩8253、8255、8259等外设芯片。目前的单片机已经摒弃了这种系统扩展方式，而全面转向了通过串行通信扩展系统功能的方式；单片机外设扩展方式单片机是处理器和外设整合到同一块芯片中，就是说在单片机中已经包含一定数量的外设，并且随着半导体集成工艺的不断发展，单片机内部包含

2、的外设的数量和种类都在不断的增加。纵然如此，系统扩展是必须的，当系统资源不足的时候就需要外扩模块，增加系统功能，单片机和这些外设模块如何连接？外设扩展方式从总体结构上分为两种：并行通信和串行通信。最初的单片机(8051)只有UART通信口，主要用于设备间的通讯，而系统功能的扩展都是有并行的数据总线来实现的，这样有其自身的优点就是外设控制简便，数据传输速度快，但是缺点也是很明显的那就是需要大量的IO口。并行扩展方式以8051为例，有8位的数据线，16位的地址线，还有读写，总共大约18个IO。并且抗干扰性能较差，工程上讲，IO越多，受到干扰的危险越高。SPI、I2C等串行总线方式例如S

3、PI接口、I2C接口的外设芯片越来越丰富，SPI和I2C已经成为目前单片机的标准配置，主要用于系统的扩展。例如，单片机内部不含有EEPROM，当需要掉电后数据存储的话，可以通过I2C扩展片外的EEPROM芯片，当然也有SPI接口的(见zlg网页)。当需要温度传感器，也有I2C接口的温度传感器，还有GPIO的扩展等等。例如SD卡，可以采用SPI接口扩展，还有很多的LCD模块，无线通信模块都用到了SPI接口；3、串行和并行通信的特点在大容量数据通信的场合还是要用到并行总线通信方式，例如：320×240的24位全彩的LCD模块，大量的用在目前的手机、信息终端设备中，由于数据量非常大，串行

4、总线方式就不适用了，需要采用并行总线方式(见NOKIAN81、N95的手机原理图)。但是在其他一些场合：如EEPROM、温度传感器、小型的LCD、无线通信模块，还有SD卡等，由于数据量相对较少，并且对速度要求不高，串行通信方式较为常见。4、I2C与SPI的特点其中I2C和SPI又各有应用特点：SPI相对于I2C速度要快很多：I2C两种标准：100K和400K时钟，而SPI口则可以高达数10M的通信速率(见I2C和SPI的规格文档)，I2C的常用场合：EEPROM、温度传感器、GPIO扩展；SPI：LCD模块、无线通信模块、SD卡等等，还有外扩的Flash芯片等等。SPI总线介绍SP

5、I总线最初有Motorola公司提出，出现在其68K系列单片机中，由于其简单实用，又不涉及专利问题，因而很多厂家的IC都支持该接口；目前SPI接口的外设种类很多，如EEPROM、ADC、DCA、实时时钟、液晶模块、SD卡、无线通信模块等等；SPI总线的组成SPI是一种全双工3线同步串行通信接口，采用主从通信模式，支持多slave架构；同步时钟由主机产生，在时钟移位脉冲下，数据按位传输，高位在前(MSBfirst)典型的SPI通信需要4条信号线：MOSI、MISO、SCLK、/SS；SPI信号线介绍从设备选择线/SS：有Master设备控制，用于选择(激活)某个SPI从设备，低电平有

6、效；只有当/SS为低时，相应的SPI设备才处于工作状态；同步时钟信号SCLK：用于同步主从设备的数据传输，由Master设备控制，主/从设备按照SCLK的步调发送或者接收数据；SPI信号线介绍SPI的串行数据线有两条，分别承担Master到Slave和Slave到Master的数据传输；MOSI：Masterout，SlaveinMISO：Masterin，Slaveout比如MOSI，数据从Master到slave，因而在电路板上主芯片的MOSI和从芯片的MOSI相连，双方的MISO也应该接在一起，这一点和UART不同；SPI信号线介绍当然有些厂家(例如MicroChip公司)是

7、按照SDI和SDO的方式命名的，是站在器件的角度命名，这种情况下一方的SDI要接另一方的SDO，反之亦然；SPI通信时序模式SPI总线共有四种时序模式：极性选择位：CPOLCPOL=0：空闲状态SCLK为低电平；CPOL=1：空闲状态SCLK为高电平时钟相位选择位：CPHACPHA=0：第一个时钟边沿进行数据采样CPHA=1：第二个时钟边沿进行数据采样SPI总线的多机通信SPI通信的特点SPI为环形通信方式，接收、发送同时进行，接收、发送使用同一个函数；只是函数调用者