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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。$ b) _( K  S$ Z0 U7 |: S
9 k+ [6 a9 n: M) q( }  u
SPI接口的基本组成. n' W8 ^* y& j) b0 X0 S
) P. ^, I# D% k4 K& d
SPI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。
8 X3 ]. ~# O5 p6 a( j+ f
3 K7 v. K: V3 a, N& ?SPI的工作模式: L) N4 z, P% c9 |$ w
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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:
4 S; Y* |3 N7 `2 E
6 c7 X$ J/ M: T7 U* M  k/ Q    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。
8 O+ M! u  n* l6 N0 v$ v+ {4 p9 _    模式1(CPOL=0, CPHA=1):空闲时钟为低电平,但数据在下降沿捕获。
  j& p' M& ?5 Q) K$ o    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。
. U$ i+ `  B/ _3 R1 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。# @7 t2 [5 f& X2 J) V, r2 A
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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。
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SPI的优点与应用4 O4 H* q( P4 e& Q9 A" {. `1 k

& F0 w% N) {/ a- WSPI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。" k8 l( d' M. t% T7 ^

' o1 `; W0 R3 K( R" S  e) T+ bSPI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。  g* v4 Q% R/ \" V' x- Z
SPI电路连接与注意事项
0 l- i; f( Q( z
+ i% Y6 d% m5 k+ ]: K  J6 b5 ?2 q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。" o7 R2 D& W9 T. g* _7 k! Z

; Y3 X0 V2 N/ E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。
7 j& Q" V9 d7 }" [; m- R3 I- R5 M9 J5 \; Q8 ?
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