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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。
7 i1 F, {' E3 b' `
: m* o6 \1 h' I' C# R( @SPI接口的基本组成
( a. x; a) y" C2 n& P* h, K
( j- B& i" X- B$ u* T5 o# OSPI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。
7 U6 g9 ]5 z8 E
7 V2 l6 b. K6 ]( l9 q- Q" ^SPI的工作模式- K* R3 U0 s% Y
' p" z, ]" u: h4 x. S
SPI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:
. J/ o) w# Z4 C  a  I- Q
$ N+ E3 V0 e0 @& ?6 s; s    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。
3 M8 Y4 E; x5 R' p* k; C    模式1(CPOL=0, CPHA=1):空闲时钟为低电平,但数据在下降沿捕获。
. |% _  s0 K) q& i$ m2 Y% @4 K    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。
& M% W0 u' @1 U0 O' w    模式3(CPOL=1, CPHA=1):空闲时钟为高电平,数据在上升沿被捕获。: k' D5 n% H7 ^
2 u, O) d6 c2 H6 c
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。
9 z. G3 a8 x+ X
& v8 O+ l* {9 |3 d3 _4 `' R* WSPI的优点与应用/ q# L7 n0 B1 _! t7 W$ Q8 |3 C; g
& y/ S) T9 z3 _+ E) R
SPI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。
/ z3 @  Q7 e2 \" [* r$ f- c: P
; V0 r' Z, k+ P+ \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。
/ }6 Z! z/ i$ V) nSPI电路连接与注意事项$ g2 z* T5 h$ h3 V5 Q
) C9 q9 V9 L0 }9 j3 u7 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。7 C( j3 ^: A8 m
$ n1 Y8 A2 c6 A2 Y; [) I+ M: C
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。
* S' p7 |6 W6 M. n2 [4 `# J6 l0 v  Y. Y% O' B  C3 n; S* e' R5 L' M
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