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简单聊聊STM32的SPI外设

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flyingstar 发布时间:2025-3-26 13:22
SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口)是一种高速、全双工、同步的通信协议,由Motorola公司推出。它允许单个主设备与多个从设备进行高效的数据交换,广泛应用于模数转换器(ADC)、EEPROM存储器、闪存芯片、实时时钟模块、数字信号处理器(DSP)以及解码器等组件之间的数据传输。
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SPI接口的基本组成
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& A( Z1 X, x$ q7 v- S( M: DSPI接口通常包含四根线:MOSI(Master Out Slave In,主设备输出从设备输入)、MISO(Master In Slave Out,主设备输入从设备输出)、SCK(Serial Clock,时钟信号)和SS/CS(Slave Select/Chip Select,从设备选择/芯片选择)。其中,MOSI和MISO用于数据的双向传输,SCK提供同步时钟信号,SS/CS用于选择特定的从设备。& M: x4 u) s$ J
$ o+ J4 ^8 q" p, z0 y
SPI的工作模式7 X" d& e  A. h* h

- I' f) J: Q& [  h. Y5 QSPI的工作模式取决于两个关键参数:CPOL(时钟极性)和CPHA(时钟相位)。CPOL决定了时钟信号的默认电平,CPHA决定了数据采样的时机。基于CPOL和CPHA的不同组合,SPI支持四种不同的工作模式:
! `- Z6 C3 p/ W9 x8 X
# I) g8 b, i& c- x4 h' t    模式0(CPOL=0, CPHA=0):时钟在非活动状态下是低电平,数据在上升沿被捕获。
% K" P2 u$ {2 D5 @, K$ {2 E. a2 w    模式1(CPOL=0, CPHA=1):空闲时钟为低电平,但数据在下降沿捕获。
4 \% i" x, n9 ?6 c    模式2(CPOL=1, CPHA=0):时钟在非活动时为高电平,数据在下降沿被捕获。
, F; D( I7 m, I, [" C    模式3(CPOL=1, CPHA=1):空闲时钟为高电平,数据在上升沿被捕获。! E* [# ^8 s8 E2 u- v. W
' C2 _. i* y4 }
这些模式提供了灵活性,使得不同类型的硬件可以在SPI总线上共存并正常通信。
- p: s, m- X- Z9 x$ b. E& c" J, Q6 e
SPI的优点与应用
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8 J1 H) u" n0 P+ hSPI接口具有支持全双工通信、通信简单和数据传输速率快等优点。然而,由于没有指定的流控制和应答机制,它在数据可靠性上相对于某些其他协议(如IIC总线协议)有一定的缺陷。
8 o4 |+ u% f) C, F4 D! ?$ U' x7 h7 q) f0 j
SPI接口的应用非常广泛。在传感器接口方面,它常用于连接温度传感器、光传感器等传感器与SOC之间的数据传输。在音频接口中,SPI接口用于连接音频编解码器和其他数字音频器件,实现音频数据的传输和控制。此外,SPI接口还用于连接闪存、EEPROM等存储器件,实现数据的读写和擦除。在调试过程中,SPI接口也可用于传输调试信息。9 Q! C! d# Q9 A. X' G2 v+ I  y
SPI电路连接与注意事项1 N) F' p# N' F0 F' z' d

2 d, I) y8 h4 \' w在进行SPI电路连接时,需要确保主设备和从设备之间的电路匹配,以避免信号反射和电磁干扰等问题。同时,需要约定好数据的传输格式,包括数据位数、传输速率等。为了实现SPI通信,还需要开发相应的驱动程序,包括初始化SPI接口、配置传输参数等操作。
3 h( {0 t9 U$ y) b
7 h5 n6 Q- o: k6 o总的来说,SPI作为一种高效、灵活的通信协议,在嵌入式系统和各种电子设备中发挥着重要作用。通过合理配置工作模式、优化电路连接和驱动程序开发,可以充分发挥SPI接口的性能优势。6 N9 {% I6 N9 [% o  J0 f
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