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SPI总线时序剖析

SPI,是英语SerialPeripheralInterface的缩写,顾名思义就是串行外围设备接口。SPI,是一种高速的,全双工,同步的通信总线,并且在芯

SPI,是英语Serial Peripheral Interface的缩写,望文生义便是串行外围设备接口。SPI,是一种高速的,全双工,同步的通讯总线,并且在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,一起为PCB的布局上节约空间,提供方便,正是出于这种简略易用的特性,现在越来越多的芯片集成了这种通讯协议。

主机操控CLK,在CLK低电平期间,主机把数据送到MOSI上,从机在CLK上升沿后,便是CLK高电平期间读MOSI上的数据。从机在CLK高电平期间把数据送到MISO上,主机在CLK下降沿后,便是低电平期间读MISO上的数据。这样用两根线就能够完成全双工通讯。

SPI接口有四种不同的数据传输时序,取决于CPOL和CPHL这两位的组合。图1中体现了这四种时序,时序与CPOL、CPHL的联系也能够从图中看出。

图1

CPOL是用来决议SCK时钟信号闲暇时的电平,CPOL=0,闲暇电平为低电平,CPOL=1时,闲暇电平为高电平。CPHA是用来决议采样时间的,CPHA=0,在每个周期的第一个时钟沿采样,CPHA=1,在每个周期的第二个时钟沿采样。

因为我运用的器材作业在形式0这种时序(CPOL=0,CPHA=0),所以将图1简化为图2,只重视形式0的时序。

图2

咱们来重视SCK的第一个时钟周期,在时钟的前沿采样数据(上升沿,第一个时钟沿),在时钟的后沿输出数据(下降沿,第二个时钟沿)。首要来看主器材,主器材的输出口(MOSI)输出的数据bit1,在时钟的前沿被从器材采样,那主器材是在何时间输出bit1的呢?bit1的输出时间实际上在SCK信号有用曾经,比SCK的上升沿还要早半个时钟周期。bit1的输出时间与SSEL信号没有联系。再来看从器材,主器材的输进口MISO同样是在时钟的前沿采样从器材输出的bit1的,那从器材又是在何时间输出bit1的呢。从器材是在SSEL信号有用后,当即输出bit1,虽然此刻SCK信号还没有起效。关于上面的主器材和从器材输出bit1位的时间,能够从图3、4中得到验证。


图3

注目的3中,CS信号有用后(低电平有用,留意CS下降沿后产生的状况),成心用延时程序延时了一段时间,之后再向数据寄存器写入了要发送的数据,来调查主器材输出bit1的状况(MOSI)。能够看出,bit1(值为1)是在SCK信号有用之前的半个时钟周期的时间开端输出的(与CS信号无关),到了SCK的第一个时钟周期的上升沿正好被从器材采样。


图4

图4中,留意看CS和MISO信号。咱们能够看出,CS信号有用后,从器材马上输出了bit1(值为1)。

一般咱们进行的spi操作都是16位的。图5记录了第一个字节和第二个字节间的彼此联接的进程。
第一个字节的最终一位在SCK的上升沿被采样,随后的SCK下降沿,从器材就输出了第二个字节的第一位。

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