SPI串行接口优缺点及通信原理

SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写。是一种同步串行接口技术，是高速的，全双工，同步的通信总线。

1、SPI接口的优点

支持全双工操作；

操作简单；

数据传输速率较高。

同时，它也具有如下缺点：

需要占用主机较多的口线（每个从机都需要一根片选线）；

只支持单个主机；

没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。

2、SPI通信原理

SPI的通信原理是以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备。SPI接口经常被称为4线串行总线，分别是SDI(数据输入)、SDO(数据输出)、SCLK(时钟)、CS(片选)。

（a）SDO/MOSI –主设备数据输出，从设备数据输入；

（b）SDI/MISO –主设备数据输入，从设备数据输出；

（c）SCLK –时钟信号，由主设备产生；

（d）CS/SS –从设备使能信号，由主设备控制。

在SPI总线上，某一时刻可以出现多个从设备，但只能存在一个主设备，主设备通过片选线来确定要通信的从设备。这就要求从设备的MISO口具有三态特性，使得该口线在设备未被选通时表现为高阻抗。

3、数据传输

在一个SPI时钟周期内，会完成如下操作：

1) 主设备通过MOSI线发送1位数据，从设备通过该线读取这1位数据；

2) 从设备通过MISO线发送1位数据，主设备通过该线读取这1位数据。

这是通过移位寄存器来实现的。如图所示，主设备和从设备各有一个移位寄存器，且二者连接成环。随着时钟脉冲，数据按照从高位到低位的方式依次移出主设备寄存器和从机寄存器，并且依次移入从设备寄存器和主设备寄存器。当寄存器中的内容全部移出时，相当于完成了两个寄存器内容的交换。

4、内部工作机制

SSPSR 是 SPI 设备内部的移位寄存器(Shift Register). 它的主要作用是根据 SPI 时钟信号状态, 往 SSPBUF 里移入或者移出数据, 每次移动的数据大小由Bus-Width 以及 Channel-Width 所决定。

关于【Tunercom168】微信号

每周更新关于昇润科技最新资讯，发布蓝牙模块与蓝牙方案最新动态，提供有关物联网、智能家居、可穿戴设备、汽车电子、医疗电子等应用信息，让您紧跟技术潮流，欢迎关注！