硬件电路设计之SPI电路设计
SPI是一种同步全双工通信方式,我们一般都会采用四线SPI接口,具体包含以下这些
SPI通信需要的时钟由主机(Master)产生,且主机通过片选信号来选择通信的设备(低电平有效,由主机主动拉低)。SPI能一起进行数据的发送(MOSI)与接收(MISO),且SPI允许用户灵活选择时钟的上升沿/下降沿进行数据的采样和移位。
时钟极性(CPOL):决定了时钟信号在空闲时的状态(高电平或者低电平)。
多个从机可与单个SPI主机一起使用。从机能够使用常规模式连接,或采用菊花链模式连接。
在常规模式下,主机需要为每个从机提供单独的片选信号。一旦主机使能(拉低)片选信号,MOSI/MISO线上的时钟和数据便可用 于所选的从机。如果使能多个片选信号,则MISO线上的数据会被破坏,因为主机没办法识别哪个从机正在传输数据。从下图能够准确的看出,随着从机数量的增加,来自主机的片选线的数量 也增加。这会快速增加主机需要出示的输入和输出数量,并限制能够正常的使用的从机数量。能够正常的使用其他技术来增加常规模式下的从机数量,例如使用多路复用器产生片选信号。
在菊花链模式下,所有从机的片选信号连接在一起,数据从一个从机传播到下一个从机。在此配置中,所有从机同时接收同一SPI时钟。来自主机的数据直接送到第一个从机,该从机将数据提供给下一个从机,依此类推。
使用该方法时,由于数据是从一个从机传播到下一个从机,所以传输数据所需的时钟周期数与菊花链中的从机位置成比例。例如在下图所示的8位系统中,为使第3个从机能轻松的获得数据,需要24个时钟脉冲,而常规SPI模式下只需8个时钟脉冲。图8显示了时钟周期和通过菊花链的数据传播。并非所有SPI器件都支持菊花链模 式。请参阅产品数据手册以确认菊花链是否可用。
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